https://fablab.coagul.org/api.php?action=feedcontributions&user=Nicof&feedformat=atomL'abscisse - FabLab et Hackerspace de Dijon - Contributions de l’utilisateur [fr]2024-03-29T06:06:08ZContributions de l’utilisateurMediaWiki 1.30.0https://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6222Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T21:13:14Z<p>Nicof : /* Compte rendu de l'événement */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
http://jondi.fr/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-on-peut-reparer/<br />
<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
<br />
==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
<br />
==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on ne commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|+<br />
! scope="col" | Matériel<br />
! scope="col" | Panne constatée<br />
! scope="col" | Diagnostic<br />
! scope="col" | Etat<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|-<br />
|Lecteur MP3 portable||Ne s'allume plus||Firmware HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Appareil photo numérique||N'enregistre pas les photos sur la carte SD||Mauvais contact ?||Non réparé<br />
|-<br />
|Appareil photo numérique||Ne s'allume plus||Problème de corrosion des piles||Réparé mais capteur HS<br />
|-<br />
|Imprimante multi-fonction||Bourrage papier||Jonction pignons plastiques/Axe métal HS||Réparé (colle), test OK<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne tient plus enfoncé||Electro-aimant ne colle plus||Irréparable<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Allumage capricieux||Fil d'alimentation coupé||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|}<br />
<br />
[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6221Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T21:03:10Z<p>Nicof : /* Compte rendu de l'événement */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
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<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
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<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
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<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
<br />
==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
<br />
==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on ne commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|-<br />
|Lecteur MP3 portable||Ne s'allume plus||Firmware HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Appareil photo numérique||N'enregistre pas les photos sur la carte SD||Mauvais contact ?||Non réparé<br />
|-<br />
|Appareil photo numérique||Ne s'allume plus||Problème de corrosion des piles||Réparé mais capteur HS<br />
|-<br />
|Imprimante multi-fonction||Bourrage papier||Jonction pignons plastiques/Axe métal HS||Réparé (colle), test OK<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne tient plus enfoncé||Electro-aimant ne colle plus||Irréparable<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Allumage capricieux||Fil d'alimentation coupé||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|}<br />
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[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6220Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T20:55:32Z<p>Nicof : /* Compte rendu de l'événement */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
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L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
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<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
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==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
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==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
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===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on ne commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|-<br />
|Lecteur MP3 portable||Ne s'allume plus||Firmware HS||Irréparable<br />
|}<br />
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[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6219Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T20:54:42Z<p>Nicof : /* Compte rendu et photos de l'événement */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
http://jondi.fr/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-on-peut-reparer/<br />
<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
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==L'affiche==<br />
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[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
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==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on ne commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
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==Compte rendu de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|}<br />
<br />
[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6218Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T20:54:13Z<p>Nicof : /* Les règles */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
http://jondi.fr/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-on-peut-reparer/<br />
<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
<br />
==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
<br />
==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on ne commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu et photos de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|}<br />
<br />
[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6217Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T20:53:36Z<p>Nicof : </p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
http://jondi.fr/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-on-peut-reparer/<br />
<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
<br />
==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
<br />
==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu et photos de l'événement==<br />
<br />
{| class="wikitable alternance"<br />
|-<br />
|Matériel||Panne constatée||Diagnostic||Etat<br />
|-<br />
|Alimentation PC portable||Fil endommagé||Fil coupé et faux contacts||Raccourcissement du câble, test OK<br />
|-<br />
|Aspirateur||Moteur produit des étincelles||Moteur HS||Irréparable<br />
|-<br />
|Tuner TNT||Plus de signal sur l'antenne||Antenne court-circuité||Irréparable<br />
|-<br />
|Cuiseur vapeur||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Lecteur CD||Ne lit plus les CD||Lentille sale||Lecture OK<br />
|-<br />
|Lecteur CD enfant||Ne s'allume plus||Fiche transfo a pris du jeu et piste arrachée||Remplacement fiche DC, test OK<br />
|-<br />
|Chaîne HIFI||Bouton marche/arrêt défectueux, tiroir CD ne s'ouvre plus||Boutons désaxés, courroie HS||Chariot CD réaligné, courroie à remplacer pour retrouver toutes les fonctions<br />
|-<br />
|Fer à repasser||Ne s'allume plus||Fil d'alimentation coupé||Fil raccourci et raccordé, test OK<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Mauvaise qualité d'impression||Têtes bouchées||Pas assez d'encre dans les cartouches pour tester, restée en l'état<br />
|-<br />
|Cafetière expresso||Ne s'allume plus||Mauvais contact sur le bouton poussoir||Remplacement du microswitch, test OK<br />
|-<br />
|Radiateur soufflant||Ne s'allume plus||Fusible thermique HS||Pas de pièce détachée<br />
|-<br />
|Souffleur à feuilles||Ne fonctionne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|Grille-pain||Ne chauffe plus||Résistance coupée||Irréparable<br />
|-<br />
|Imprimante jet d'encre||Bourrage papier||Pas de test possible, l'imprimante réclame des cartouches neuves||Reviendra un vendredi<br />
|-<br />
|Brosse à cheveux soufflante||La brosse ne tourne plus||Moteur HS, bobinage ouvert||Irréparable<br />
|-<br />
|PC fixe||Ne démarre plus qu'en mode sans échec||Stries sur l'écran, GPU partiellement dessoudé||Irréparable sauf par spécialiste<br />
|-<br />
|Téléphone sans fil||La batterie ne charge plus||Faux contact sur le connecteur de la batterie||Batterie et connecteur à remplacer<br />
|}<br />
<br />
[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Caf%C3%A9_R%C3%A9paration_04_f%C3%A9vrier_2018_-_Caf%C3%A9_Chez_Nous&diff=6216Café Réparation 04 février 2018 - Café Chez Nous2018-02-09T20:17:00Z<p>Nicof : /* Participants */</p>
<hr />
<div>Un café réparation est un moment convivial où des réparateurs amateurs et/ou professionnels bénévoles vont partager leurs savoir-faire. Chacun peut donc venir avec un objet à réparer, sans promesse de résultat, au minimum un diagnostic de l'objet ou de l'appareil peut être réalisé.<br />
<br />
[[Fichier:LogoCaféRéparation_normal.jpg]] [[Fichier:Chez-Nous-03_petit.png]]<br />
<br />
Ce 9ème café réparation a eu lieu au bar le Chez Nous.<br />
<br />
L'annonce sur le site de l'association<br /><br />
http://coagul.org/drupal/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare-2<br />
<br />
L'annonce sur l'Agenda du libre<br /><br />
https://www.agendadulibre.org/events/16175<br />
<br />
L'annonce sur le BP<br /><br />
http://www.bienpublic.com/pour-sortir/loisirs/Rencontre-conference/Autres-rencontres/Bourgogne/Cote-d-or/Dijon/2018/02/04/Pourquoi-jeter-quand-ca-peut-etre-repare<br />
<br />
L'annonce sur Jondi<br /><br />
http://jondi.fr/evenement/cafe-reparation-pourquoi-jeter-quand-on-peut-reparer/<br />
<br />
Plan d'accès : https://www.openstreetmap.org/?mlat=47.32303&mlon=5.04039#map=17/47.32303/5.04039<br />
<br />
==L'affiche==<br />
<br />
[[Fichier:AfficheCaféRéparation09A5.png|500px|center]]<br />
<br />
==À prévoir==<br />
<br />
===Participants===<br />
<br />
* François<br />
* Mathieu<br />
* Joanny<br />
* Moussa<br />
* Nico<br />
* Le gars des Ateliers D'Calés<br />
<br />
===Matériel===<br />
<br />
* Différentiel (cf Yogi)<br />
* Rallonge électrique + triplettes<br />
* Outillage perso étiqueté<br />
* Boites vides <br />
<br />
===Logistique===<br />
<br />
* Modèle de fiche suivi réparation + Décharge (Dlareg)<br />
* Stylos<br />
* Plaquettes adhésions x40 (Dlareg)<br />
* Reçu adhésions (Dlareg)<br />
* Petits paniers dons (Dlareg)<br />
* Badges (Dlareg)<br />
<br />
===Les règles===<br />
<br />
* faire signer une décharge, voici le [[:Fichier:DechargeCafeReparation.pdf | modèle de décharge en PDF]]<br />
* on ne remporte aucun matériel à réparer<br />
* on commande pas de composants au nom du propriétaire de l'appareil<br />
* le bénévole n'est pas responsable des dégradations supplémentaires éventuelles<br />
* le bénévole n'a pas d'obligation de résultat<br />
* le bénévole ne communique pas de données personnelles (sauf si la prestation devient professionnelle)<br />
* le propriétaire doit rester présent pendant toute l'opération et récupérer son bien à l'issue de celle ci.<br />
<br />
===Documentation===<br />
<br />
[[:Fichier:Guide_éco-citoyen_de_la_réparation_édité_par_les_amis_de_la_terre.pdf|Guide éco-citoyen de la réparation édité par les amis de la terre.pdf]]<br />
<br />
==Compte rendu et photos de l'événement==<br />
<br />
[[Catégorie:Café réparation/Repair Café]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6044Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T11:31:06Z<p>Nicof : /* Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option) */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Aimant<br />
|1<br />
|<br />
|<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support de fer.<br><br />
[[Fichier:ILS aimant.png]]<br><br />
<br><br />
Coté carte mère, voici la position de l'ILS (Stand by Switch) :<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 3.png]]<br><br />
<br><br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6043Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T11:30:24Z<p>Nicof : /* Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option) */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Aimant<br />
|1<br />
|<br />
|<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support de fer.<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 3.png]]<br><br />
<br><br />
Coté carte mère, voici la position de l'ILS (Stand by Switch) :<br><br />
<br />
[[Fichier:ILS aimant.png]]<br><br />
<br><br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6042Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T11:29:45Z<p>Nicof : /* Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option) */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Aimant<br />
|1<br />
|<br />
|<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support de fer.<br><br />
Coté carte mère, voici la position de l'ILS (Stand by Switch) :<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 3.png]]<br><br />
[[Fichier:ILS aimant.png]]<br><br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:ILS_aimant.png&diff=6041Fichier:ILS aimant.png2017-05-17T11:29:18Z<p>Nicof : Image d'un interrupteur à lame souple (ou Reed) et d'un aimant</p>
<hr />
<div>Image d'un interrupteur à lame souple (ou Reed) et d'un aimant</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Raccordement_panne_3.png&diff=6040Fichier:Raccordement panne 3.png2017-05-17T11:24:48Z<p>Nicof : Schéma de raccordement de la panne et du contact de mise en veille, coté carte mère</p>
<hr />
<div>Schéma de raccordement de la panne et du contact de mise en veille, coté carte mère</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6039Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T10:29:46Z<p>Nicof : /* Composants nécessaires */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Aimant<br />
|1<br />
|<br />
|<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support de fer.<br><br />
<br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6035Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T06:10:39Z<p>Nicof : /* Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option) */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support de fer.<br><br />
<br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6034Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T06:07:13Z<p>Nicof : /* Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
Si la régulation fonctionne comme attendu, augmenter la température de commande aux alentours de 280-300°C et tenter de fondre un peu d'étain.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br><br />
L'étain fond ? Félicitations vous avez une station de soudage régulée !<br><br />
Prochaine étape, le tuning...<br />
====Mise en veille du fer lorsqu'il est en attente d'utilisation (option)====<br />
Le programme et la carte prévoit une option intéressante : Il est possible de réduire la température du fer pendant les moments où il repose sur son support. La température baisse jusqu'à une température fixée dans le programme (par défaut 150°C, paramètre ''DEFAULT_STANDBY_TEMPERATURE'' du fichier ''config.h''). Dès que la panne de fer est extirpée de son support, la station reçoit une info et remonter la température de la panne jusqu'à la consigne en moins de 5 secondes.<br><br />
Le hack d'Electrolab [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel#Le_repose-fer] propose une approche avec une remontée d'info par la mise en contact directe de la panne avec une collerette métallique reliée à la borne ''Standby switch''.<br><br />
<br />
Pour activer cette fonctionnalité, il faudra utiliser un interrupteur à lame souple (ILS aussi appelé capteur Reed) et un aimant. Ces deux éléments sont à monter, l'un sur le manche portant la panne, l'autre sur le support.<br><br />
<br />
N'ayant pas trouvé de solution pleinement satisfaisante entre la présence de l'ILS sur le manche ou sur le support, je vous laisse mener vos essais pour trouver l'installation qui vous convient le mieux.<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6033Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T05:45:37Z<p>Nicof : /* Coût */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à environ 90 euros.<br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6032Fabriquer sa station de soudage2017-05-17T05:45:07Z<p>Nicof : /* Composants nécessaires */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Embase DIN 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Lumberg 0107 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814800 1814800]<br />
|-<br />
|Fiche DIM 5 broches mâles<br />
|1<br />
|Lumberg 0132 05<br />
|[http://fr.farnell.com/1814829 1814829]<br />
|-<br />
| colspan="4" |ou<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6031Fabriquer sa station de soudage2017-05-16T11:39:43Z<p>Nicof : /* Liens */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br><br />
'''Références'''<br><br />
* Gestion des bibliothèques avec l'IDE Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6030Fabriquer sa station de soudage2017-05-16T11:36:11Z<p>Nicof : /* Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6029Fabriquer sa station de soudage2017-05-16T11:35:38Z<p>Nicof : /* Chargement du programme Arduino */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif du présent montage est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
===Modification du sens de rotation de l'encodeur===<br />
Le programme qui régit l'encodeur rotatif a été prévu de façon à faire augmenter la température lorsque l'encodeur est tourné dans le sens horaire. Si vous souhaitez inverser ce comportement, vous pouvez modifier le fichier ''config_coagul.h'' en supprimant le signe moins présent à la ligne ''ROTATING_UP_DOWN_DIVIDER''.<br><br />
[[Fichier:Prog inversion sens encodeur.png]]<br><br />
Enregistrer, compiler et téléverser le programme dans l'Arduino une fois la modification réalisée.<br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Prog_inversion_sens_encodeur.png&diff=6028Fichier:Prog inversion sens encodeur.png2017-05-16T11:32:23Z<p>Nicof : Modification du programme Arduino de la station de soudage pour inverser le sens de fonctionnement de l'encodeur</p>
<hr />
<div>Modification du programme Arduino de la station de soudage pour inverser le sens de fonctionnement de l'encodeur</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6026Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:36:55Z<p>Nicof : /* Liens */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino [[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6025Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:35:41Z<p>Nicof : /* Chargement du programme Arduino */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.<br><br><br />
[[:Fichier:SolderStation-master.zip | Programme Arduino et ses dépendances]]<br><br><br />
<br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:SolderStation-master.zip&diff=6024Fichier:SolderStation-master.zip2017-05-12T23:33:45Z<p>Nicof : Programme Arduino + bibliothèques pour la station de soudage</p>
<hr />
<div>Programme Arduino + bibliothèques pour la station de soudage</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6023Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:32:21Z<p>Nicof : /* Gravure des cartes électroniques */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br><br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6022Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:31:18Z<p>Nicof : /* Schémas */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
[[:Fichier:Kicad station soudage.zip | Archive Kicad du projet]]<br><br />
<br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6021Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:27:09Z<p>Nicof : /* Liens */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad [[Fichier:Kicad station soudage.zip]]<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Kicad_station_soudage.zip&diff=6020Fichier:Kicad station soudage.zip2017-05-12T23:26:32Z<p>Nicof : Projet Kicad de la station de soudage</p>
<hr />
<div>Projet Kicad de la station de soudage</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6019Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:16:57Z<p>Nicof : /* Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie.<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br><br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6018Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T23:15:47Z<p>Nicof : /* Chargement du programme Arduino */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
* Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
* Sélectionner le type de carte : Menu ''Outils'' --> ''Type de carte'', choisir ''Arduino Nano''.<br />
[[Fichier:Arduino selection nano.png]]<br><br><br />
* Editer les préférences pour inclure les bibliothèques externes<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences.png]]<br><br><br />
* Modifier le chemin du carnet de croquis de façon à pointer sur le répertoire contenant le répertoire ''librairie''<br><br />
[[Fichier:Arduino preferences chemin.png]]<br><br><br />
* Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br><br><br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Arduino_preferences_chemin.png&diff=6017Fichier:Arduino preferences chemin.png2017-05-12T23:13:37Z<p>Nicof : Soft Arduino, modification du chemin des bibliothèques du projet</p>
<hr />
<div>Soft Arduino, modification du chemin des bibliothèques du projet</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Arduino_preferences.png&diff=6016Fichier:Arduino preferences.png2017-05-12T22:52:10Z<p>Nicof : Soft Arduino, menu préférences</p>
<hr />
<div>Soft Arduino, menu préférences</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Arduino_selection_nano.png&diff=6015Fichier:Arduino selection nano.png2017-05-12T22:45:19Z<p>Nicof : Soft de compilation Arduino, sélection de la carte Nano</p>
<hr />
<div>Soft de compilation Arduino, sélection de la carte Nano</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6013Fabriquer sa station de soudage2017-05-12T06:14:33Z<p>Nicof : /* Composants nécessaires */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Arduino Nano (au choix)<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Alimentation<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du diamètre du cordon de l'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Station de soudage<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|Support pour Arduino Nano<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Liaison panne de fer vers station<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1 m<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|[http://fr.farnell.com/1515245 1515245]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
| align="center" colspan="4" |<br />
Composants facultatifs ou optionnels<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|Bornier de la fiche d'alimentation 12V à la carte mère (repère CONN01X02)<br>Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|Bornier intermédiaire vers la fiche DIN 5 pôles (ou fils soudés directement à la carte)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert, pour la détection de la mise en veille du fer quand posé sur son support<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6011Fabriquer sa station de soudage2017-05-11T05:40:58Z<p>Nicof : /* Composants nécessaires */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Panne WELLER RT1<br />
|1<br />
|RT1 0054460199<br />
|[http://fr.farnell.com/2628906 2628906]<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6010Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T18:08:16Z<p>Nicof : /* Gravure des cartes électroniques */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="100%"<br />
|+ Les cartes détourées avec une CNC :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:Carte mere.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|center|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Carte_mere.png&diff=6009Fichier:Carte mere.png2017-05-10T18:06:04Z<p>Nicof : Carte mère Station de soudage</p>
<hr />
<div>Carte mère Station de soudage</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6008Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T13:00:36Z<p>Nicof : </p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Les cartes :<br />
|-<br />
! scope=col | Carte mère<br />
! scope=col | Carte afficheurs<br />
|-<br />
| width="50%" |<br />
{{fixme}}Photo carte mère<br />
| width="50%" |<br />
[[Fichier:PCB termine2.png|thumb|upright=0.5]]<br />
|}<br />
<br><br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6007Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T06:13:51Z<p>Nicof : /* Carte mère */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6006Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T06:09:53Z<p>Nicof : /* Schémas */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schéma électronique Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6005Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T06:09:07Z<p>Nicof : /* Composants nécessaires */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="40%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="10%" |<br />
1<br />
| width="35%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schema Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6003Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T06:04:06Z<p>Nicof : /* Présentation */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.5]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br><br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schema Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=6002Fabriquer sa station de soudage2017-05-10T05:59:53Z<p>Nicof : /* Présentation */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
[[Fichier:Pannes weller.png|Pannes Weller de la gamme RT (banana for scale)|right|thumb|upright=0.6]]<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter. Un des constructeurs les plus réputés du marché, Weller, a eu l’excellente idée de fabriquer des stations de soudage dont les pannes de fers (gamme RT) sont interchangeables et cumules plusieurs avantages :<br />
* une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
L’objectif de ce hack est de combiner l’utilisation des pannes de fer de gamme professionnelle avec la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché qui sera tout aussi efficace que celle proposée par Weller pour un coût abordable.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schema Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Pannes_weller.png&diff=6000Fichier:Pannes weller.png2017-05-10T05:49:55Z<p>Nicof : Pannes Weller Gamme RT
Banana for scale</p>
<hr />
<div>Pannes Weller Gamme RT<br />
Banana for scale</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=5989Fabriquer sa station de soudage2017-05-09T06:01:09Z<p>Nicof : /* Schémas */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. L’objectif de ce hack est de vous proposer la fabrication de votre propre station de soudage à un coût abordable. Un des constructeurs les plus réputés du marché a eu l’excellente idée de fabriquer des stations et donc des pannes de fers cumulant plusieurs avantages :<br />
* Une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
Il s’agit des pannes Weller de la gamme RT.<br />
<br><br />
Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter.<br />
L’idée est donc de combiner l’utilisation de pannes de fer de gamme professionnelle à la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché et tout aussi efficace que celle proposée par Weller.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
[[Fichier:Schema kicad.png|thumb|center|Schema Kicad]]<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Schema_kicad.png&diff=5988Fichier:Schema kicad.png2017-05-09T05:55:00Z<p>Nicof : Schéma Kicad de la station de soudage</p>
<hr />
<div>Schéma Kicad de la station de soudage</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=5980Fabriquer sa station de soudage2017-05-06T18:04:39Z<p>Nicof : /* Auteurs */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. L’objectif de ce hack est de vous proposer la fabrication de votre propre station de soudage à un coût abordable. Un des constructeurs les plus réputés du marché a eu l’excellente idée de fabriquer des stations et donc des pannes de fers cumulant plusieurs avantages :<br />
* Une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
Il s’agit des pannes Weller de la gamme RT.<br />
<br><br />
Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter.<br />
L’idée est donc de combiner l’utilisation de pannes de fer de gamme professionnelle à la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché et tout aussi efficace que celle proposée par Weller.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* AlexisA, [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=5979Fabriquer sa station de soudage2017-05-06T18:02:12Z<p>Nicof : /* Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. L’objectif de ce hack est de vous proposer la fabrication de votre propre station de soudage à un coût abordable. Un des constructeurs les plus réputés du marché a eu l’excellente idée de fabriquer des stations et donc des pannes de fers cumulant plusieurs avantages :<br />
* Une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
Il s’agit des pannes Weller de la gamme RT.<br />
<br><br />
Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter.<br />
L’idée est donc de combiner l’utilisation de pannes de fer de gamme professionnelle à la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché et tout aussi efficace que celle proposée par Weller.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]][[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fabriquer_sa_station_de_soudage&diff=5978Fabriquer sa station de soudage2017-05-06T18:00:46Z<p>Nicof : /* Fiche vers le fer à souder */</p>
<hr />
<div>Fabrication d’une station de soudage utilisant les pannes de fer Weller de la gamme RT.<br />
<br />
==Présentation==<br />
Les stations de soudage régulées de bonne facture sont souvent onéreuses. L’objectif de ce hack est de vous proposer la fabrication de votre propre station de soudage à un coût abordable. Un des constructeurs les plus réputés du marché a eu l’excellente idée de fabriquer des stations et donc des pannes de fers cumulant plusieurs avantages :<br />
* Une gamme de panne étendue : allant d’une panne conique très fine dédiée à la soudure de composants CMS jusqu’à des pannes biseautées de 2,2 mm, soit une quinzaine de références de pannes différentes ;<br />
* elles sont interchangeables facilement, sans outil et à chaud ;<br />
* elles utilisent un connecteur unique et très courant : une fiche jack de 3,5 mm de diamètre stéréo ;<br />
* chaque panne dispose de sa cartouche chauffante et de sa sonde de température ;<br />
* elles sont ergonomiques et agréables à prendre en main ;<br />
* leur prix est raisonnable vis à vis de la qualité des pannes.<br />
<br />
Il s’agit des pannes Weller de la gamme RT.<br />
<br><br />
Autant le tarif des pannes est relativement bon marché que le prix des stations et des fers à souder de la marque peuvent fortement rebuter.<br />
L’idée est donc de combiner l’utilisation de pannes de fer de gamme professionnelle à la fabrication d’une station de soudage "maison" bon marché et tout aussi efficace que celle proposée par Weller.<br />
<br />
==Principe de fonctionnement==<br />
<br />
Le hack repose sur le retro engineering d’une station Weller RT qui, au final, fonctionne comme une boucle fermée d’asservissement en température : le bricoleur définit une consigne de température pour son fer, la station envoie de l’énergie vers la panne pour la faire chauffer, la panne renvoie une information de température à la station qui va adapter l’énergie à envoyer la panne. En dessous de la consigne, on fait chauffer la panne ; au-delà de la température, on stoppe le chauffage.<br />
Le signal envoyé par la station de soudage est un signal de type carré dont le rapport cyclique va varier (signal PWM). Il s’agit de signaux en forme de créneaux envoyés à la résistance chauffante de la panne dont le temps à l’état haut sera plus ou moins long en fonction de l’augmentation de température souhaitée. Plus le créneau à l’état haut sera long, plus la panne chauffe.<br />
<br />
La gestion de l’ensemble doit donc pouvoir inclure :<br />
* une interface utilisateur permettant de définir un point de consigne : ie. la température du fer à souder ;<br />
* un affichage de la consigne ;<br />
* une entrée permettant de faire varier la consigne ;<br />
* l’interprétation du signal retourné par la sonde de température ;<br />
* la régulation de la température ;<br />
* la génération d’un signal PWM dont le rapport cyclique va varier en fonction de la consigne et de la température détectée par la sonde de la panne ;<br />
* une indication visuelle du rapport cyclique actuel : ça chauffe à fond pour la montée initiale en température, ça maintient la température, température de veille.<br />
<br />
Tout cet ensemble sera géré par un composant programmable : un Arduino/Genuino Nano.<br />
<br />
==Coût==<br />
Tarif évalué en mars 2017.<br />
La construction de ce hack vous revient à xxx euros. {{fixme}} <br />
<br />
==Niveau de difficulté==<br />
[[Fichier:orange.png]]<br />
<br />
==Outillage nécessaire==<br />
<br />
* Gravure des cartes<br />
** Mini CNC<br />
** Fraise conique ou pointe javelot<br />
** Scie à métaux (détourage des cartes)<br />
** Toile émeri + brosse métallique<br />
** Mini perçeuse<br />
** Forêts de 0,6 et 0,8 mm<br />
* Montage des cartes<br />
** Fer à souder<br />
** Etain, tresse ou pompe à dessouder<br />
** Pince coupante à raz<br />
** Pince à becs plats<br />
** Gaine thermorétractable diamètre 2,4 mm<br />
** Paire de brucelles ou précelles<br />
** Tournevis plat<br />
** Lunettes de protection<br />
* Programmation de l'Arduino Nano<br />
** Un PC<br />
** Cordon mini USB – USB A<br />
** Logiciel de compilation Arduino (téléchargement sur www.arduino.cc)<br />
* Vérification du montage<br />
** Un oscilloscope (facultatif)<br />
** Un briquet<br />
<br />
==Composants nécessaires ==<br />
{| class="wikitable centre" width="80%"<br />
|+ Liste des composants<br />
|-<br />
! scope=col | Composant<br />
! scope=col | Quantité<br />
! scope=col | Référence<br />
! scope=col | Référence Farnell<br />
|-<br />
| width="30%" |<br />
Arduino/Genuino Nano<br />
| width="15%" |<br />
1<br />
| width="30%" |<br />
ATMega 328P<br />
| width="25%" |<br />
non disponible<br><br />
https://store.arduino.cc<br />
|-<br />
|Arduino Nano compatible<br />
|1<br />
|<br />
|non disponible<br><br />
Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Alimentation 12Vdc 5A<br />
|1<br />
|<br />
|Ebay, Ali Express...<br />
|-<br />
|Câble souple LIYY 4x0,25mm²<br />
|1<br />
|Résistant aux hautes températures<br />
|<br />
|-<br />
|Amplificateur opérationnel de mesure<br />
|1<br />
|Texas Instruments OPA2336<br />
|[http://fr.farnell.com/1097396 1097396]<br />
|-<br />
|Support de CI DIL8 lyre<br />
|1<br />
|Support DIL8 lyre<br />
|[http://fr.farnell.com/1077344 1077344]<br />
|-<br />
|Fet de puissance<br />
|1<br />
|Infineon IPP80P03P4L-04 (TO-220)<br />
|[http://fr.farnell.com/2443406 2443406]<br />
|-<br />
|Afficheur 7 segments 20 mm cathode commune<br />
|3<br />
|LTS-313AG<br />
|<br />
|-<br />
|Fiche d'alimentation<br />
|1<br />
|Dépend du bloc d'alimentation<br />
|<br />
|-<br />
|Barrette HE14 femelle 15 pin<br />
|2<br />
|<br />
|[http://fr.farnell.com/1667535 1667535]<br />
|-<br />
|10 nF / 100 V<br />
|2<br />
|10 nF / 100 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1827843 1827843]<br />
|-<br />
|100 nF / 50 V<br />
|1<br />
|100 nF / 50 V disque céramique<br />
|[http://fr.farnell.com/1600815 1600815]<br />
|-<br />
|Led diamètre 5 mm<br />
|1<br />
|Led diamètre 5 mm jaune<br />
|[http://fr.farnell.com/1208852 1208852]<br />
|-<br />
|Fet N petits signaux<br />
|4<br />
|BS170 (TO92)<br />
|[http://fr.farnell.com/1077687 1077687]<br />
|-<br />
|R68k<br />
|1<br />
|68 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329965 2329965]<br />
|-<br />
|R100<br />
|1<br />
|100 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|R220<br />
|9<br />
|220 Ω 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339299 9339299]<br />
|-<br />
|R1k<br />
|4<br />
|1 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339051 9339051]<br />
|-<br />
|R5k6<br />
|1<br />
|5,6 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2411043 2411043]<br />
|-<br />
|R10k<br />
|2<br />
|10 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/9339060 9339060]<br />
|-<br />
|R100k<br />
|1<br />
|100 kΩ 1/4W 1%<br />
|[http://fr.farnell.com/2329853 2329853]<br />
|-<br />
|Diode 1N4007<br />
|1<br />
|1N4007<br />
|[http://fr.farnell.com/9565051 9565051]<br />
|-<br />
|Fiche jack femelle 3,5mm stéréo<br />
|1<br />
|Neutrik NYS240BG<br />
|[http://fr.farnell.com/1390177 1390177]<br />
|-<br />
|ILS - Interrupteur reed<br />
|1<br />
|Normalement ouvert (option)<br />
|[http://fr.farnell.com/2453568 2453568]<br />
|-<br />
|Encodeur rotatif avec bouton poussoir<br />
|1<br />
|Alps EC11K1524402<br />
|[http://fr.farnell.com/2064998 2064998]<br />
|-<br />
|Cordon 5 broches 1,5m droit M12 sortie fils<br />
|1<br />
|Phoenix SAC-5P-M12MS/1,5-PUR<br />
|[http://fr.farnell.com/1669767 1669767]<br />
|-<br />
|Embase 5 broches femelle<br />
|1<br />
|Phoenix SACC-E-M12FS-5CON-PG9/0,5<br />
|[http://fr.farnell.com/2402315 2402315]<br />
|-<br />
|Bornier 2 fils, pas de 5,08 mm<br />
|2<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2396251 2396251]<br />
|-<br />
|Bornier 3 fils, pas de 5,08 mm<br />
|1<br />
|(facultatif)<br />
|[http://fr.farnell.com/2668642 2668642]<br />
|-<br />
|Fil de câblage 0.2mm² <br />
|2,5 m<br />
|(ou nappe Speedy 20 conducteurs)<br />
|[http://fr.farnell.com/2290924 2290924]<br />
|}<br />
<br />
==Schémas ==<br />
Les schémas proposés sont une adaptation de la station proposée par l’[http://wiki.electrolab.fr/Main_Page Electrolab] (Hackerspace basé à Nanterre). Le kit d'origine utilise des composants de surface (CMS). Les schémas fournis ici utilisent des composants dits traversants pour sa réalisation. Electrolab propose par ailleurs des améliorations facultatives dans sa documentation (ajout d’un bouton reset sur l’encodeur rotatif et une sécurité anti emballement en cas de plantage), celles-ci sont implantées dans cette version.<br><br />
<br />
{{fixme}}Archive Kicad à uploader, obligation de passer par un zip sinon utilisation de Git, COAGUL a un dépôt<br><br />
Le cerveau du dispositif est l'Arduino Nano. Ses sorties D2 à D11 et A2-A3 sont dédiées aux afficheurs 7 segments, la sortie A4 pour la LED implantée en tant que témoin de chauffe, la sortie D3 envoie les signaux PWM vers le Fet de puissance à destination de la résistance chauffante de la panne.<br />
L'entrée A7 reçoit le signal amplifié en provenance de la sonde de température embarquée dans la panne. Les entrées D12 et D13 correspondent à l'encodeur rotatif pour le réglage de la température de consigne et l'appui sur le bouton de l'encodeur permet de réinitialiser l'Arduino Nano en cas de plantage.<br />
<br />
==Étape par étape==<br />
<br />
===Gravure des cartes électroniques===<br />
L'électronique de la station de soudage sera gravé sur deux cartes distinctes reliées par un bus :<br />
* la première carte supportant l'Arduino Nano hébergera également un amplificateur opérationnel pour le retour de la sonde de température de même que le Fet de puissance pour les impulsions PWM envoyées à la résistance chauffante de la panne.<br><br />
* la seconde carte comporte les afficheurs ainsi que l'encodeur rotatif permettant le réglage et l'affichage de la température de consigne, le rapport cyclique actuel. Cette carte est séparée de la première pour réaliser un montage plus aisé dans un boîtier de votre choix.<br><br />
<br />
{{fixme}}Télécharger l'archive Kicad contenant le projet.<br><br />
<br />
<br />
<u>Remarque</u> : l'archive fournie est prévue pour l'implantation des références de composants présents dans la liste. Si vous avez modifié des références ou trouvé des équivalences, vérifiez et modifiez en conséquence le schéma Kicad et les empreintes sur le PCB.<br><br />
Pour exporter le tracé des PCB et des trous de perçage à destination de la CNC du fab, voici la [[Gravure_M%C3%A9canique_PCB| page Wiki dédiée à ces actions]].<br><br />
<br />
Gabarit des cartes :<br />
* Carte mère (Arduino) : 104 mm x 61 mm<br />
* Carte afficheurs : 82 mm x 52 mm<br />
<br><br />
Une fois les cartes gravées, détourer les cartes avec une scie à métaux puis retirer les copeaux éventuels avec une brosse métallique et casser les arrêtes et les angles des cartes avec de la toile émeri.<br />
La CNC ayant pointé les pré-perçages, il faut maintenant percer tous les trous avec une mini perceuse et un forêt de 0,6 mm. Certains composants ont besoin de trous de perçage plus larges (Fet de puissance, borniers, pattes de renfort de l'encodeur rotatif), agrandir les trous avec le forêt de 0,8 mm.<br />
Sur la carte afficheur, présentez l'encodeur rotatif pour vérifier qu'il pourra se monter facilement. Rectifier au besoin.<br />
<br />
===Implantation des composants===<br />
<br />
====Carte afficheurs====<br />
Commencer par souder la série de huit résistances de 220 ohms (R14 à R21) et les trois résistances de 1 kohm (R11 à R13). Lorsque vous coupez les pattes des composants, veillez à porter des lunettes de protection.<br><br />
Souder les afficheurs et les mosfets, attention aux sens de montage et polarités.<br><br />
Terminer par l’encodeur rotatif.<br />
<br />
====Carte mère====<br />
Débuter en soudant les barrettes de connexion livrées avec l'Arduino Nano si ce n'est pas fait.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudureBarrettes.png]]<br><br />
Poursuivre en soudant les borniers à vis, le support HE10 (connexion vers la carte afficheur) et les supports de composants (ampli op et Arduino).<br><br />
Pour les rangées de support de l’Arduino, couper à la bonne longueur les deux rangs de support (2 rangs de 15 contacts).<br><br />
[[Fichier:Barrette maleFemelle arduino.png]]<br><br />
Insérer ensuite les supports sur les pattes de l’Arduino. Enfoncer les supports dans les trous prévus sur la carte et souder les contacts de chaque extrémité des rangées.<br><br />
[[Fichier:Arduino sur support.png]]<br><br />
Retirer l’Arduino et souder tous les contacts. En procédant de cette façon, vous vous assurez du bon positionnement des rangées de connecteurs et d’une insertion facile de l’Arduino.<br><br />
[[Fichier:Arduino soudure.png]]<br><br />
Souder ensuite les résistances et les condensateurs céramiques. Ces composants ne sont pas polarisés.<br><br />
Poursuivre avec les fets de puissance et la diode. Ces composants-ci sont polarisés, attention à leurs positionnements.<br />
<br />
====Liaison carte mère - afficheurs====<br />
Connexion à la carte mère amovible (option) : Monter le connecteur HE10 à l’extrémité de la nappe. Pour se faire, désolidariser les brins de la nappe sur une longueur d’environ 20 mm. Monter le premier brin (rouge) sur le connecteur femelle en vous assurant du sens de montage vis à vis du support de la carte mère.<br />
Enfoncer le filament rouge dans le connecteur femelle et l’insérer dans la griffe métallique avec un tournevis plat fin. Recommencer avec les autres filaments en vous assurant de les prendre dans l’ordre. Couper l’excédent des filaments dépassant du connecteur avec une pince coupante à raz.<br />
<br />
Si vous ne souhaitez pas passer par cette étape, vous pouvez lier les cartes entre elles avec du câble nappe ou des fils de câblage coupés à longueur identique et soudés à chaque extrémité.<br><br />
[[Fichier:Carte afficheur.png]]<br><br />
<br />
====Raccordement des fiches====<br />
<br />
=====Fiche d'alimentation=====<br />
Souder le connecteur concentrique pour l’alimentation de la station. Traditionnellement, le pôle positif se trouve à l’intérieur du connecteur, le moins sur le pourtour extérieur. Par convention, utiliser du fil de câblage noir pour le moins et rouge pour le plus. Raccorder ensuite cette fiche concentrique vers le bornier d'alimentation de la carte mère, prêter attention à la polarité.<br />
<br />
=====Fiche vers le fer à souder=====<br />
La panne de fer à souder utilise un connecteur très commun. Pour son raccordement à la station, on utilisera une fiche jack femelle 3,5 mm stéréo (identique à un casque audio par exemple).<br><br />
Souder un brin du câble souple à chacun des connecteurs de la fiche jack femelle.<br><br />
[[Fichier:Fiche vers fer.png]]<br><br />
<br><br />
Voilà comment raccorder la panne, attention aux courts-circuits qui pourraient endommager la panne.<br><br />
<br><br />
'''Côté panne'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne.png]]<br><br />
<br><br />
'''Côté carte mère'''<br><br />
<br><br />
[[Fichier:Raccordement panne 2.png]]<br />
<br />
====Modification de l'Arduino Nano====<br />
''Ledoctomie de la sortie D13'' : Comme joliment nommé dans [https://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel:Modification de l'Arduino le hack d'Electrolab], il faut procéder à l'ablation de la LED CMS de l'Arduino Nano raccordée à la sortie 13. Cette étape est rendue nécessaire car l'entrée est utilisée par le raccordement de l'encodeur rotatif. Laisser l'ensemble LED + résistance peut empêcher le fonctionnement de l'encodeur dans l'un des sens de rotation.<br />
Chauffer alternativement les deux cotés de la LED marquée « L » sur l'Arduino et la dégager à l'aide d'une paire de brucelles ou pour les mieux équipés d'entre nous par une paire de précelles. Si la LED ne survit pas à ce mauvais traitement, peu importe, elle ne sera pas réutilisée.<br><br />
[[Fichier:Modif arduino.png]]<br />
=====Implantation sur la carte mère=====<br />
Positionner l’amplificateur opérationnel et l’Arduino Nano dans leurs logements. Veillez à respecter le sens de montage de ces composants !<br><br />
[[Fichier:Implantation sur CM.png]]<br />
<br />
===Chargement du programme Arduino===<br />
Cette étape a pour but de transformer un Arduino Nano en un composant capable de gérer notre future station de soudage.<br><br />
Dans un premier temps, télécharger le projet Arduino contenant le programme et ses bibliothèques.{{fixme}} Lien de téléchargement de l'archive du programme<br><br />
Ensuite, adapter au besoin le fichier « config_coagul.h »<br><br />
Connecter l'Arduino au PC au moyen du cordon USB.<br><br />
Compiler et téléverser le programme vers l'Arduino.<br><br />
[[Fichier:Chargement programme arduino.png]]<br />
<br />
===Première mise en service de la station===<br />
La mise en route va se faire de façon progressive pour tester une à une les fonctionnalités de la carte.<br><br />
Il est important de valider chacune de ces étapes successivement pour éviter de contrarier (parfois définitivement) l'électronique. Rester sur l'étape en cours et corriger l'anomalie avant de passer à l'étape suivante…<br><br />
On considère comme condition de départ que la carte mère est raccordée à la carte afficheurs uniquement. Toutes les autres composantes (alimentation externe, liaison USB vers le PC, panne de fer à souder) sont pour l’instant débranchées du montage.<br />
====Démarrage de l'Arduino et vérification de la communication avec le PC====<br />
La première vérification consiste à valider le démarrage du programme téléversé vers l’Arduino Nano (boot). Cette opération peut se faire hors alimentation extérieure de la carte mère. Il suffit de raccorder l’Arduino au PC via son cordon USB. L'arduino Nano connecté à un PC envoie les informations de son démarrage, son état et son évolution. Brancher le cordon USB et démarrer le logiciel Arduino puis lancer le moniteur série qui va transcrire à l'écran les logs émis par l'Arduino (menu Outils, Moniteur série).<br><br />
En cas d'absence de communication, vérifier le port série et les paramètres de communication. La vitesse doit être fixée à 115200 baud.<br><br />
[[Fichier:Arduino boot.png]]<br><br />
L’image précédente indique que l’Arduino Nano démarre correctement son programme. Il affiche ses paramètres puis fait défiler un paragraphe avec la température remontée par la sonde, la température cible…<br><br />
Au bout de 15 itérations, l’écran affiche un défaut ''FAULT'' qui indique que malgré l’envoi d’un signal de chauffe à la panne, celle-ci ne renvoie pas d’info comme quoi elle chauffe. Rien d’anormal, la panne n’est pas branchée. C’est même plutôt bien, on a pu vérifier que l’Arduino se met bien en défaut lorsqu’il détecte ce type d’anomalie. {{fixme}} 15 itérations, il semble que le programme soit configuré pour moins???<br><br />
En parallèle, les afficheurs 7 segments devraient s’allumer, afficher ''000'' pendant une seconde, puis ''023'' ou une valeur avoisinante pendant 15 secondes et enfin ''Err''.<br />
Les afficheurs montrent d’abord la température de la sonde (valeur par défaut remontée par l’ampli op car la panne n’est pas connectée) puis ''Err'' quand l’Arduino se met en défaut.<br><br />
[[Fichier:Premiere mise en service2.png]]<br />
<br />
====Vérification du fonctionnement des afficheurs et de l'encodeur rotatif====<br />
Il est possible de vérifier le fonctionnement de l’encodeur rotatif :<br><br />
Appuyer sur l’encodeur provoque le redémarrage (reset) de l’Arduino. Il en est de même en appuyant sur le bouton présent sur l’Arduino.<br><br />
On peut vérifier le changement de consigne de température en tournant l’encodeur pendant les quinze premières secondes du démarrage de l’Arduino (avant qu’il ne se mette en défaut). Vérifier que la température de commande varie dans les deux sens par palier de 5°C. (mini = 0°C, maxi = 350°C). Si vous voulez tester du minimum au maximum, vous aurez peut être à redémarrer plusieurs fois l’Arduino avant qu'il ne tombe en ''Err''. Il est possible de modifier le programme pour changer le sens de rotation de l'encodeur rotatif. {{fixme}} ajouter tuto modif du programme pour changer le sens de rotation du l'encodeur.<br><br />
Vous remarquerez au passage que la dernière valeur de consigne est enregistrée dans l’Arduino. Cette température est rappelée après le redémarrage de l’Arduino.<br><br />
Autre remarque : Les points décimaux des trois afficheurs donnent également une indication sur le rapport cyclique du signal PWM envoyé à la résistance chauffante de la panne. En clair, cela signifie que plus il y a de points décimaux allumés au niveau des afficheurs, plus l’Arduino essaye de faire chauffer la panne vite et fort. Une fois la température de consigne atteinte, le rapport cyclique du signal PWM va diminuer pour maintenir la température et donc le nombre de points des afficheurs va également diminuer.<br />
<br />
====Alimentation de la carte====<br />
Débrancher maintenant le cordon USB vers le PC et raccorder l’alimentation 12V via le bornier présent sur la carte mère. Vérifier la polarité avant de brancher l’alimentation.<br><br />
L’Arduino démarre ainsi que les afficheurs 7 segments. La panne n’étant toujours pas branchée, vous pouvez bouger la consigne pendant une quinzaine de secondes avant que les afficheurs n’écrivent ''Err''.<br><br />
Avec l'alimentation externe branchée, le circuit de puissance est maintenant alimenté. Le panne aurait été branchée, elle aurait pu chauffer. Cependant pas d'impatience. Avant de raccorder la panne, on va vérifier un ou deux points au préalable.<br><br />
[[Fichier:Alimentation de la carte.png]]<br />
<br />
====Vérification de la formation de signaux carrés à la sortie de l'Arduino====<br />
Cette étape (facultative) a pour objectif de vérifier que le signal émis par l’Arduino à destination de la panne a bien une forme de créneaux (signal PWM). Pour vérifier la forme de ce signal, il vous faudra utiliser un oscilloscope. Cet équipement n’étant pas à la portée de tous, les bricoleurs non équipés peuvent passer à l’étape suivante.<br><br />
Pourquoi vérifier la forme de ce signal ? Ce signal à la sortie de l’Arduino est amplifié par le Fet de puissance puis envoyé à la résistance chauffante de la panne. Weller a conçu sa gamme de pannes pour recevoir des signaux émis par intermittence. L’envoi d’une puissance continue sur la résistance chauffante de la panne va faire qu’elle va chauffer jusqu’au rouge et cela très vite (en moins de 20 secondes). Ceci va entraîner la destruction de la panne : le traitement à sa surface permettant à l’étain d’adhérer facilement à la panne va se disloquer, la sonde de température va mourir et la résistance chauffante risque également de claquer.<br><br />
Vérifier d’abord la forme du signal à la sortie de l’Arduino. Pour cela, afficher à l’oscilloscope le signal pris entre la masse et la sortie D3 de l’Arduino. L’amplitude du signal devrait être de 5V, la fréquence du signal aux alentours de 50 Hz.<br><br />
Vérifier ensuite que l’amplification du signal se passe correctement en affichant le signal pris entre la masse et la sortie du Fet de puissance sur la PIN n°5 du connecteur du fer à souder. La fréquence du signal reste la même, la tension devrait être de 12V.<br><br />
[[Fichier:Verif signaux carres.png]]<br />
<br />
====Raccordement (partiel) de la panne à la station : vérification de la mesure remontée par la sonde de température====<br />
Sans que la panne ait été branchée, les afficheurs 7 segments indiquent une valeur aux environs de 23-24°C. Il s'agit de la valeur constante créée artificiellement avec une résistance et servant de base de comparaison à l'amplificateur opérationnel. Cette constante est comparée à la valeur retournée par la sonde de température est ensuite affichée.<br><br />
L’idée de cette étape est de raccorder la panne Weller à la station. Enfin partiellement : On va d’abord vérifier que la température remontée par la sonde incorporée dans la panne arrive correctement jusqu’à l’Arduino.<br><br />
Débrancher l’alimentation externe et le cordon USB.<br><br />
Au niveau du fer à souder et de sa panne, raccorder uniquement le fil de masse et le fil de sonde (probe) au bornier allant vers la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel.png]]<br><br />
Brancher le cordon USB uniquement, lancer le logiciel de programmation Arduino et afficher le moniteur série comme à l’étape 8.4.1.<br><br />
La vérification de la remontée de l'information de température de la sonde peut se faire par deux biais, le premier par les afficheurs, le second en observant les traces émises par l’Arduino sur le port de communication :<br><br />
Comme la résistance chauffante de la panne n’est toujours pas branchée, vous avez 15 secondes pour vérifier le fonctionnement de la sonde avant que l’Arduino ne se mette en anomalie. Pour éviter de devoir redémarrer l'Arduino à tout bout de champ, régler la température de consigne à une température inférieure à la température ambiante. Ainsi, la station n'aura pas à faire ''chauffer'' la panne qui n'est pas branchée et ainsi ne tombera pas en erreur.<br><br />
Utiliser un briquet et approcher sa flamme de l'extrémité de la panne. Très rapidement, vous devriez constater une augmentation de la valeur indiquée par l'afficheur de même que sur la trace générée par l'Arduino sur le moniteur de communication.<br><br />
[[Fichier:Raccordement partiel 2.png]]<br><br />
Eteindre la flamme, la valeur de température sur l'afficheur et sur la trace devrait décroître.<br><br />
Cette étape est primordiale : Si l'Arduino ne reçoit pas d'information de température ou une information erronée (comme c'est le cas si la sonde n'est pas raccordée), l'Arduino va faire chauffer la panne au maximum sur une longue période, ce qui aura pour conséquence sa destruction.<br />
<br />
====Raccordement (complet) de la panne à la station : première mise en chauffe====<br />
L'idée ici est de s'assurer de la chauffe légère de la panne et surtout de la régulation de température autour de la consigne :<br><br />
* Brancher le cordon USB.<br><br />
* Régler une température de consigne de l'ordre de 40 – 45°C avec l'encodeur rotatif. <br><br />
* Débrancher le cordon USB.<br><br />
* La valeur de consigne a été enregistrée dans la mémoire de l'Arduino.<br><br />
* Raccorder le fil (+) de la panne correspondant à la résistance chauffante sur le bornier.<br><br />
* Brancher le cordon USB puis l'alimentation électrique de puissance.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet.png]]<br><br />
Au niveau de l'afficheur, vous devriez constater que deux points décimaux s'allument, indiquant l'envoi d'impulsions ''modérées'' vers la résistance chauffante de la panne. Puis, un point devrait s'éteindre indiquant que la consigne a été atteinte et que la régulation autour de la consigne est active. La panne devrait tiédir et se maintenir à cette température.<br />
Si ce n'est pas le cas (trois points décimaux affichés et restant fixes), la panne va chauffer très rapidement. Vous avez moins de 20 secondes pour réagir : débrancher la puissance immédiatement au risque de vous brûler et de détruire la panne.<br><br />
[[Fichier:Raccordement complet 2.png]]<br />
<br />
==Liens==<br />
<br />
'''Autres projets'''<br><br />
* Manuel et projet documenté par Electrolab, hackerspace basé à Nanterre<br/><br />
http://wiki.electrolab.fr/Projets:Lab:2015:SolderStation:Manuel<br><br />
Remarque : Le projet d'origine est basé sur des composants de surface. Des modifications ont été apportées par rapport au hack original, elles concernent des références de composants, leurs empreintes et le routage des entrées/sorties de l'Arduino pour faciliter la réalisation des cartes.<br />
<br />
* Autre montage de station de soudage<br/><br />
{{en}} https://create.arduino.cc/projecthub/sfrwmaker/the-soldering-iron-controller-for-hakko-t12-tips-f5257b<br><br />
<br><br />
'''Logiciels externes'''<br><br />
* Le logiciel de conception de PCB Kicad<br><br />
{{en}}http://kicad-pcb.org/download/<br><br />
<br><br />
* Le logiciel de développement et de compilation Arduino<br><br />
{{en}}https://www.arduino.cc/en/Main/Software<br><br />
<br><br />
'''Archives'''<br><br />
{{fixme}}<br><br />
* Cartes PCB : Archive Kicad<br><br />
* Programme : Projet Arduino<br><br />
<br />
==Auteurs==<br />
<br />
* [[utilisateur:Nicof|Nicof]]<br />
<br />
==Licence de la page==<br />
<br />
{{CC-BY-SA France}}<br />
<br />
[[Catégorie:Électronique/HackLab]] [[Catégorie:Arduino]] [[Catégorie:Fiches Outillage]]</div>Nicofhttps://fablab.coagul.org/index.php?title=Fichier:Raccordement_panne_2.png&diff=5977Fichier:Raccordement panne 2.png2017-05-06T17:57:31Z<p>Nicof : Raccordement de la panne à la carte mère</p>
<hr />
<div>Raccordement de la panne à la carte mère</div>Nicof