PD245焊笔 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 Standard

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 professional

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 PD245焊笔

简介:PD供电的便携式245焊笔,支持DC供电;温度200~400℃可调,PD65W供电条件下12s升温化锡;全新UI界面,丝滑过渡动画;支持运动感应、磁感应自动休眠、唤醒。

开源协议: CC BY-NC-SA 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

已参加:星火计划2023

创建时间: 2023-01-29 12:41:08
更新时间: 2024-02-22 15:33:05
描述

项目说明

    PD245焊笔,支持PD、DC供电,温度200~400℃可调,PD65W供电条件下12s升温化锡;全新UI界面,丝滑OLED动画;支持运动感应、磁感应自动休眠、唤醒。

 

开源协议

本项目使用CC-BY-NC-SA 3.0开源协议,即知识共享许可协议-署名-非商业使用-相同方式共享。

 CC知识共享许可协议

 BY:署名,您必须给出适当的署名,提供指向本许可协议的链接,同时标明是否(对原始作品)作了修改。

 SA:相同方式共享,如果您再混合、转换或者基于本作品进行创作,您必须基于与原先许可协议相同的许可协议分享发布您贡献的作品。

 NC:非商业使用,您不得将本作品用于商业目的。

 

项目相关功能

1. PD诱骗功能

    支持5V、9V、12V、15V、20V5个档位的PD电压诱骗,具体诱骗电压取决于使用的充电器是否支持。

2. DC供电功能

    支持5~24V的DC供电,推荐最大输入电压不超过25V,超过可能会损坏电路。

3. 快速升温、稳定控温功能

    在使用6Ω定制烙铁头,PD65W供电的条件下,可以达到12s升温化锡。

    PID控温,稳定后温度波动最大±2℃。

4. 运动休眠、唤醒功能

    使能运动休眠功能时,在加热状态下静置一段时间后自动进入暂停加热状态,在暂停加热状态下拿起焊笔自动重新开始加热。

    暂停加热状态会保持一段时间,若超过设定时间则进入散热状态。

5. 磁感应休眠、唤醒功能

    使能磁感应休眠功能时,在加热状态下将焊笔用磁铁吸住即进入暂停加热状态,在暂停加热状态下拿起焊笔断开磁吸则重新开始加热。

    暂停加热状态会保持一段时间,若超过设定时间则进入散热状态。

6. OLED数显,丝滑过渡动画

    1.09寸12864OLED屏幕显示,UI界面使用oled_gui开发,实现丝滑的过渡动画。

7. 自动旋转屏幕方向功能

    在使能自动旋转屏幕功能时,根据握持方向自动旋转屏幕,拨轮方向也将跟随屏幕方向。

8. 温度校准、PID参数调整功能

    支持通过外部测温校准烙铁头温度;支持用户自定义pid参数,单独图形界面方便调参。

9. 拨轮开关操作

    包括短按中键、长按中键、左拨、右拨四种操作,具体操作见菜单演示视频。

具体功能请看演示视频

 

硬件功能框图

E6leJFS5KKqm11Pdu7MEm6oLAT3X1fpOJLAVMP9M.png

 

项目属性

本项目为首次公开,为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

项目进度

1. 基础功能开发完成,PCB、3d打印外壳验证通过,存在小问题已在新版更正,新版尚未打样测试,当前开源文件为新版;2023/5/20

2. 撰写工程描述,整理资料,录制演示视频等;2023/5/21

3. 新增可选择烙铁头内阻功能,可选3Ω、6Ω,两者PID参数、校准数据完全独立;

    修改开机动画;

    附件中的固件暂未更新,3Ω烙铁头的PID参数还未调,调好会上传最新固件;

    演示视频录制中;

    2023/5/25

4. 3Ω烙铁头PID参数已调完,仅针对原装头;最新固件已上传;2023/5/28

5. 修复插电OLED屏幕可能不亮的BUG,请各位打板最新PCB,烧录不带fly的新固件,导出制版文件时的错误都忽略就行;

已经打样老版的朋友,将R4电阻拆除,并将R4电阻下方的焊盘飞线至单片机的12引脚,参考下图:

   

   

然后烧录附件中的带Fly结尾的固件。    2023/7/28

6. 修复oled显示可能错位的BUG;

    新增可设置运动休眠阈值的功能,范围1-255,值越大唤醒越不灵敏,各位可以自行测试调整一个合适的阈值;

    新固件已上传至附件,fly后缀为飞线至12脚的固件,不带后缀的为最新PCB的固件;2023/7/31

7. 修复BUG,暂停时间会累计,导致暂停时间会越来越短,现在每次进入暂停状态都是维持设置的暂停时间;

    修复BUG,加热状态下调整设定温度值不会实时更新为加热目标,现在调整温度值会实时变成目标温度值;

    新增连续调整数据的功能,现在将拨轮往一边拨不松手一段时间,被调整的数值会持续变化,适用于主页面的设置温度、设置页面的几个数值变化较大的参数;

    新固件已上传至附件,fly后缀为飞线至12脚的固件,不带后缀的为最新PCB的固件;2023/8/6

8. 修复BUG,静置时间设置大于10S时无法暂停加热,现在设置成1-255S都可以正确进入暂停加热状态;2023/10/09

 

设计原理

1. CH224K芯片实现PD诱骗;

2. PWM驱动PMOS控制加热;

3. AD8605搭建同相比例放大电路放大热电偶电势测温;

4. SC7A20加速度传感器实现运动检测;

5. STM32G070CBT6单片机主控;

6. 霍尔传感器实现磁感应休眠;

 

软件说明

本项目使用STM32CubeMX+Keil5开发,使用FreeRTOS操作系统创建多任务管理各部分功能,使用oled_gui开发UI界面。

软件流程图

syB5gZLJFdrnzjcj7DWUBLAe3p5CSPn9zwnReTQv.png 

软件版本历史:

2023/5/20    V1.0

2023/5/28    V1.1

2023/7/28    V1.2

2023/7/31    V1.3

2023/8/6      V1.4

2023/10/9      V1.5(最新)

 

制作过程

根据BOM表购买器件,下单打样PCB,下单3d打印外壳,下单亚克力面板(非必需),焊接PCB,烧录程序,组装。

注意:

    焊接冠簧时请务必做好通风,铍青铜在高温时会产生剧毒

    导出pcb制版文件时若进行DRC检查,会提示沉板Type-C接口的线条和挖槽区域距离过近,忽略该错误继续导出即可;

    3d打印外壳为嘉立创3d打印,打印文件放附件,打印参数选择树脂black,如提示打印存在风险选择接受风险;

    烧录焊盘V对应3.3V,G对应GND,T对应TXD,R对应RXD,D对应DIO,C对应CLK,使用SW下载连接VGDC四根线即可;

    若想使用3Ω烙铁头,推荐在开窗部分镀锡以增加过流能力;

    

组装步骤:

1. 将2个M1.6的热熔螺母镶嵌至外壳的上半部分(有屏幕开孔的部分),若有亚克力面板,则将面板卡在对应的外壳屏幕开糟处;

2. 将引磁片裁剪至合适大小,粘贴在下半部分外壳的拨轮开关开糟对出去的底面(参见下图);

QcwUemFNcaPZgyCHRSnKqMeq6F9m5g6yS714gIor.png

3. 将焊接后的PCB安装至外壳上半部分,安装时注意先将屏幕插到卡槽里,再往里推,然后拧上螺丝;

4. 将上下两部分外壳扣起来,注意3d打印的卡扣强度不高,以后拆开切勿大力出奇迹,推荐先将上半部分外壳的一边往里压,然后抠出对应的下半部分一边,最后再拿出另一半;

5. 最后在外壳前面拧上螺纹套头即可。

 

实物展示

实物图

 

 

PD65W、6Ω马蹄头升温曲线

黑色曲线为目标温度300℃,红色曲线为实时温度

 

注意事项

1. BOM表以附件为主,LCSC结尾的可直接上传至立创商城配单,TB结尾的为部分需在其他平台购买的器件;

2. 为满足PD65W的使用条件,烙铁头为6Ω定制头,推荐附件里的烙铁头链接,使用该烙铁头开发,用户可直接使用不较准温度;

3. 烧录程序时别插烙铁头,有的下载器连接芯片后,PWM引脚会被拉高,导致烙铁一直加热,别问我怎么知道的,手被烫过了;

 

其他

目前已实现在OLED上播放GIF图,后续计划将所有图标更换为GIF图,比如让加热状态的火焰标志动起来,可惜本人图标画的略丑,若有哪位大佬画得好看,希望可以私信联系下我,一起合作开发。

 

最后感谢嘉立创星火计划的耗材支持。

 

演示视频:

PD245焊笔菜单演示视频

PD245焊笔运动休眠演示视频

升温演示视频:

设计图
原理图
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