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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

专业版

1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

专业版 T12焊笔v6.1

简介:新版T12焊笔替换0.5寸OLED 88*48 CH1115驱动 IIC ,兼容ESP8266和ESP8285,新增3D打印外壳。

开源协议: GPL 3.0

发布时间:2022-05-02 19:59:59
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描述

    首先,对打板上个版本的小伙伴说声抱歉,因为做这个电烙铁的时候只是想利用一下屯的屏幕,并没有想到要开源,也没有想到在开源迷你加热台后,小伙伴们更加关注我的焊笔,所以,我做了一版市面上可买到的0.5寸屏幕的,方便感兴趣的小伙伴动手做一支属于自己的电烙铁。其次,说一下制作这个电烙铁的初衷吧,还记得十几年前第一次拥有的电烙铁是那种十几块的外热式的,后来又用过内热式的,用久了就不沾锡,一把趁手的工具很重要,心想都什么年代了,电烙铁怎么还是电烙铁的样子,像一支笔一样便携不可以吗,正好接触到了T12烙铁头和体积小功率大的氮化镓充电器,还有要硬核,就必须给他透明外壳,可以清晰可见每个元器件,想必这也是每个理工男的最爱吧,还有我更期待大规模应用透明PCB的那一天。

    接下来看几张模型图吧。

    最后,我是极力推荐喜欢的小伙伴自己动手做一个,成本也不会过百,而且还有纪念意义,买来的毕竟是商品,还有非常感谢嘉立创提供的服务支持,从PCB设计到打样,元器件采购,3D打印,让我在电脑前就实现了创作自由。

 

1 功能简述

  • 精确控温:优化后的PID参数响应快、超调小、误差±1℃(仅针对西安头和PD65W充电器,其他烙铁头需优化); 
  • PD  供电PD诱骗20V电压供电,目前仅测试65W充电器,其他功率的PD充电器也可以,只不过要调整PID参数; 
  • 人机交互:0.5寸OLED简洁界面,具有实际温度、设定温度、5V/20V电压标记、锁定/解锁温度、静音/蜂鸣切换、锁定时间,三个触摸按键,一个蜂鸣提示,具有电源指示灯、加热指示灯(PWM)、+/-键触摸指示灯;
  • 温度校准:可兼容不同品牌的T12烙铁头,通过测量五个校准点的实际温度进行校准(西安头无需校准),具体操作见操作说明;
  • OTA 更新:首次烧录固件通过TTL下载器,后续连接WIFI后即可实现在线更新程序,这个主要是方便滴胶封装后更新程序。

 

2 原理简述

  • T12烙铁头集成加热丝和热电偶共用两根线(当然不是我做的),实现加热和测温;
  • 运放将热电偶两端产生的热电动势进行处理得到模拟量输入到ESP8266仅有的ADC引脚,通过程序计算转化为温度值;
  • PID控温,通过PWM驱动烙铁头的加热丝;
  • 调用U8G2库通过IIC驱动0.5寸OLED;
  • 通过PD诱骗芯片与PD协议握手获得20V电压;
  • 三棱柱PCB立体焊接,通过PCB半孔焊接,三面弹片夹持稳定,电流充足。

 

3 操作说明

  • 插电前不要触摸三个触摸键处,因为触摸芯片在上电后0.5s内进行校准,捏住尾部插入Type-C插头即可;
  • 开机后长触摸“+”键解锁后即可设定温度,程序设定最大380℃,为了延长烙铁头寿命;
  • 触摸按键说明:
  1. 配网:上电后立即触摸“TOUCH-”进入配网模式,首次配网需要在手机端连接“T12焊笔配网”的WIFI,连接后在弹出的网页中输入要连接的WIFI名称及密码,保存,后续不用再次输入,除非当前WIFI无法连接,会重新进行配网。;
  2. 温度校准:上电后立即同时触摸“TOUCH-”、“TOUCH+”进入温度校准,共有5个校准点,通过外部温度传感器测量烙铁头的温度,并通过“TOUCH-”、“TOUCH+”(温度减小、增大)将测量的温度值调到当前,触摸“TOUCH”进入下一个校准点,重复操作直到第五个完成;
  3. 亮度调节:上电后立即触摸“TOUCH+”;
  4. 静音/蜂鸣切换:使用过程中同时触摸“TOUCH-”、“TOUCH+”、“TOUCH”,屏幕左下角显示状态,设置状态掉电后不丢失,开启蜂鸣后调节温度会有声音反馈,加热完成提醒,开机音;
  5. 锁定/解锁温度切换:使用过程中双击“TOUCH”进行切换,掉电后状态丢失。在不锁定温度情况下,大拇指触摸“TOUCH”进行加热同时无法调节温度(防误触),否则停止加热;锁定温度后即使不触摸“TOUCH”也会加热,同时无法调节温度,计时5分钟(程序代码里可修改时长)后重启,防止忘记断电后危险的发生。

 

4 注意事项

    针对我在制作过程中踩过的坑以及小伙伴可能会遇到问题,我做了一下整理,可能还有一些是我考虑不到的,小伙伴们可以写在评论区,看到后会及时回复,目前不打算建交流群,因为还有学业,暂时没有精力去搞这个,所以我会尽可能的写的详细一点,让小白都能按照教程制作,附一下之前版本的教程视频链接https://www.bilibili.com/video/BV1Wq4y1Y7PS?share_source=copy_web

 

  • 主要元器件准备
元器件名称 注意事项
弹片 原材料是CR1220电池座的极片,需要用剪刀和钳子修改一下形状
0402贴片 4.7uf电容 一定要选择耐压25V的
蜂鸣器 SMD 5020 无源贴片蜂鸣器
26M晶振 SMD3225-4P,焊接时注意方向,引脚1有个三角缺口
四个指示灯串联电阻 目前是470Ω,也可更换其他合适阻值,只是亮度不同
4.7uH功率电感 型号为SWPA252012S4R7MT可选择立创商城C87640     也可以淘宝
0.5寸OLED 立创商城和淘宝都能找到,88*48 CH1115驱动 IIC
主控芯片 选择esp8266时要焊接W25Q32,选择esp8285不需焊接,推荐用8285,省钱
触摸芯片 兼容 TTP223 和 PT2042AT6
精密运放 兼容 SOT-23-5 封装的 GS8551 和 SGM8551XN5G/TR
  • 焊接与PCB分板

可以先整板焊接后再用勾刀分板,但要小心不要割到线路,也可以先分板后单独焊接,新手推荐该方法。先焊接正面贴片的元器件,再焊接背面的蜂鸣器和母座,接下来焊接弹片,最后焊接屏幕,焊接屏幕时FPC的焊点要小。

每块板通电测试无误后,进行三棱柱立体焊接,先将三块板塞到辅助定位块进行定位,调整好位置,先焊接尾部的半孔,最好是先不要一次性焊牢,留有调整的余地,就像拧多个螺钉,不要一次性拧紧某一个,先稍微上点锡,等三棱柱结构确定后再多上锡焊牢。

  • 编译烧录

用Arduino进行烧录程序,至此之前要进行编译,需要添加库文件,否则编译出错。 首先安装ESP8266的开发板库,我上传了离线安装包(8266_package_2.7.4.exe)在附件里,直接双击运行即可,安装好重启Arduino,选择开发板,如下图所示,用的8285就选择8285的,8266就用8266,这俩在烧录时有区别。 

安装库文件,如下图所示,添加附件里的.ZIP库,也可以点管理库后搜索在线安装。

编译成功后进行烧录,用TTL下载器连接到板载的TX、RX、3V3、GND,我是用的自制的ESP8266下载器,对准四个焊点按住烧录,反正只用一次,后续烧录就用OTA了。在进行烧录前要进入下载模式,用镊子短接IO0的两个焊点,保持住,同时用另一个镊子短接一下RST两个焊点后断开,然后再断开IO0的短接,之后就是开始烧录了。

  • 外壳制作

设计最初是用滴胶一次性封装作为外壳,这样最大的优点是体积小,硬核炫酷,但制作麻烦,要做硅胶模具和密封,凝固时间还要几天,成功率也很低,之后还要打磨抛光,在密封条件下正好选用触摸按键(同时这也是一个坑)。 于是我就退了一步,不透明就不透明吧,尝试一下3D打印分离式外壳,虽然也有透明材料的,但不建议没有打印机的小伙伴尝试(我问了一家要100+)。我先是打了一个样,白色光敏树脂的,主要是测试一下尺寸合不合适,如下图, 

果然内腔有点大了,但这不是问题,稍作修改就可以,现在我们学校封校,并没有打印机和快递超级慢,所以没有迭代修改的机会,期待身边有光固化打印机的小伙伴能帮我验证一下(STL文件见附件),不推荐用FDM打印机,因为是壁薄且是细长轴结构,底部附着热床不牢固,表面精度不高,尽管我增大了底部附着面积。 外壳打印模型如下图所示,包含两个零件,外壳和外壳盖,外壳为了增加打印时附着面积加了一个辅助圆板,打印完成后剪掉就好了。 

我也尝试在三维猴下单,选用了URT6180光敏树脂和PA12尼龙如图所示,不选白色因为太普通。

 

 

 

  • 触摸问题(自己挖的坑自己填)

之前用滴胶封装的外壳是直接和触摸盘接触的,所以只要搭配合适电容值的电容就可以有一个合适的触摸灵敏度,而现在的分离式外壳与触摸盘之间有空气介质,把电容的容值调到最小灵敏度最高,也远远不够,这样就会导致隔着一层外壳而无法触摸到里面的触摸盘(完了,那不废了),好在最终找到了一种介质——纳米无痕胶(单面的),裁剪大小合适的一块贴在触摸盘上,减小与外壳之间的间隙,这样就完美解决了触摸电容的问题。

 

5 更新说明

  • 2022-04-26   验证替换屏幕,修改显示部分程序;
  • 2022-05-02   使用嘉立创EDA专业版重新绘制原理图和PCB;上传Gerber文件可直接嘉立创免费下单,BOM表立创商城一键配单(注:个别元器件暂时没货,我开始画原理图时还有货,等我上传教程时就没了😂);
  • 2022-05-13   验证专业版绘制的PCB,ESP8266、PT2042、GS8551兼容性,结论:完全👌;

                专业版EDA自带焊接辅助工具,开源工程右上角-编辑器打开,打开PCB文件,工具-焊接辅助工具;

                提醒:焊接难度的确有点高,所以第一次不成功很正常,多试几次,建议电路分模块焊接,边焊边测;

 

  • 2022-05-20   打印外壳验证完成,使用标准大小的外壳打印即可,无需使用偏大版本,效果视频见附件;            

                 解决触摸问题,使用铜箔胶带增加触摸盘面积,如下图;

 

 

设计图
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