低成本丐版迷你T12烙铁，使用AIR001单片机，手柄集成控制板

一 为什么要设计这样的烙铁

T12电烙铁发热芯因为其特殊的结构而具有调控精准/回温快的优势，且因为其使用低压直流供电，使得将控制电路小型化并集成到手柄内成为了可能。目前OSHWhub上公开的T12电烙铁设计的控制部分大多和手柄分开，虽然使用起来更加舒服，但体积较大不利于携带。也有作品采用手柄集成控制电路的设计，大多分为两种方案，一是采用全模拟电路，使用双运算放大器控制（616电路），因而不具备数显功能；二是采用单片机控制，用OLED屏或彩屏作为显示部分的方案，因为屏幕高度较大且指定型号难以买到，给复刻造成一定的困难。此工程针对上述痛点，在集成led数码管作为温度显示的同时，采用廉价的AIR001单片机作为主控，有助于减小复刻的难度。

二 硬件电路实现以及注意事项

T12电烙铁的硬件电路主要包括LED矩阵/热电偶放大/发热芯驱动/按键和电压采样电路。

电压采样

热电偶放大电路采用OPA340NA芯片，请注意引脚排列顺序，此处对运放带宽/压摆率没有太高要求，可以用更便宜的运放代替，但需要有较低的输入失调电压和较短的饱和恢复时间。此处R4用于输入保护，LED1用作稳压（不能省略），1n5819用于在mos管断开时吸收烙铁芯寄生电感的能量，此二者也可以使用3.3v以内的稳压二极管代替。经过实际测量，设使用以上电路输出的电压值为U，则实际温度大约是378.85*U+64.1摄氏度。反馈电阻的精度和运放的品质会对公式产生影响，如有较高要求建议重新测量并调整参数。

发热芯驱动

发热芯采用Pmos驱动，为了减小体积使用了sot23封装的AO3401，实测略微发热，可以安全使用。然而Q3 AO3401的栅极电压不能超过12v，所以Q2 s8050三极管工作在放大状态，使用220k的基极限流电阻时可将栅极下拉7v左右。但由于三极管厂家批次差异，各位需要根据情况选择合适的三极管基极驱动电阻，建议在焊接单片机和mos管之前先焊接mos管上拉电阻 三极管和三极管驱动电阻，接通12v输入，并将单片机对应IO接到3.3v，通过调整三极管驱动电阻的值使得mos管栅极电压达到（12-7）v左右为宜。原理图外右侧的内容是另一种MOS管驱动电路的设计，使用一个三极管加速mos管的关断，但会导致关断不完全，此设计没有采用。

LED矩阵

由于IO数量不足，不能采用行列扫描方式驱动数码管，因此使用查理复用实现6个IO驱动30led。此处限流电阻取100欧光线比较柔和，可适当减小。

按键

按键上均并联了电容用于消除按键抖动。但此处电容容量需远小于VCC滤波电容，否则导致重启或hardfault。由于key2对应的引脚（PB6 PF4）兼有BOOT的功能，因而需要外置下拉电阻。由于做了软件消抖，因此C1 C2 C3也可不接。

电源电压采样

做了电路，但还没有写相应的程序，可以不焊接。

AMS1117输入段建议并联22uf/25v耐压以上的电容，否则因为电源线寄生电感能量在mos关断时无法释放会在输入端口产生高压，有烧毁LDO和mos管的风险。

三 软件功能

软件参考了合宙提供的HAL库，不得不说这款单片机的社区资源几乎没找到，主要还是看他们提供的DEMO比较有帮助。

软件使用TIM3工作在中心对称计数模式，用于产生加热所需的PWM脉冲（大约8HZ）和同步触发ADC采集。一个加热周期内产生两次更新事件（可以通过计数方向寄存器区分），其中一次恰好落在PWM低电平时间段的中心，可实现无干扰的温度采样。

TIM14用于按键按下时长的检测和LED扫描驱动，可检测短按和长按。

使用IWDG，如超过1秒没有喂狗动作则自动复位。

PID调的不是很好，有待改进，channel1是比例部分，channel2是积分，channel3是微分，采样率8hz，输出限制在0-100

四 操作说明

靠近烙铁头的按键为温度减，远离的为温度加/唤醒休眠，步进为5或20度，调节温度时显示设定温度，平时显示实际温度。

无操作（包括按键操作和水银开关动作）2分钟后自动休眠，此时数码管熄灭 休眠灯亮，可快速按温度加5次唤醒。

竖排的6个LED为加热指示，分别代表加热输出0-10%，11-25%，26-40%，41-55%，56-70%，85-100%

不使用时建议断电，不建议长期使用休眠模式。

3D外壳还没有做，等做了再补上。

程序写的比较烂，请多多指教。