【JBC245】一款简单好用的jbc245烙铁控制器

一. 前言

        目前，T12控制板的开源项目已有很多，而支持JBC245的工程较少。首先，由于JBC245烙铁头的内阻较低，使得他们均依赖于专门的24V外部电源供电，体积较大，泛用性弱；其次，绝大部分控制板使用OLED屏幕来显示信息，增加了BOM成本，让烙铁的使用逻辑变得复杂。本工程在解决了以上痛点的同时，还具备了体积小、升温快、成本低等优势。

二. 效果展示

正面图：

反面图：

控制器回温效果。其中绿线为PWM占空比，黑线为电流，蓝线为目标值target（280℃），红线为实际值real。在实验过程中不断用烙铁融化焊点。可以看到target对real的偏离很小（3℃内）

三. 如何复刻

        1.  烙铁手柄的制作

        JBC245烙铁头的接线图如下（JBC T245 pinout - Page 1 (eevblog.com)）：

        本工程只包含了控制板。烙铁手柄可以在某宝和某鱼自行购买。一般30r左右可以到质量比较好的烙铁手柄。与其它JBC开源项目不同的是，本项目的控制板需要的烙铁线为4线电缆。请注意是4线。一般的JBC开源项目为3线电缆。电缆同样可以在某宝买到。关键词是“焊台线”。我使用的是长1.2m，外径40mm的4芯线。

        之所以用4芯线，是因为本工程为了提升测温精度，在烙铁手柄内部加了一个NTC热敏电阻来测量冷端温度。实际温度为NTC冷端温度 + 热电偶温度。我认为这种测温方案是更加合理的。原因是热电偶的塞贝克效应只依赖于温差，换言之热电偶只能测量温差，不能测量绝对温度。因此在末端需要一颗NTC来测量冷端温度。本工程采用了B值为3950的NTC，如图

将NTC置于手柄内部，跨接到GND和RT两端即可。NTC不分正反。

        烙铁的热电偶数据来自JBC T245/C245 Thermocouple thermal coefficient - Page 1 (eevblog.com)，我从图中把数据拔下来并进行线性拟合后，使用斜率 × 电压得到温差，叠加上冷端的NTC即可得到烙铁头的绝对温度。线性拟合的好处是进行外推时比较稳定。且参数简单，占用MCU资源少。下图为线性拟合并外推到400℃的结果。

        2.  程序烧录

        本工程采用STC8H1k28作为主控。用P3.0和P3.1端口作为烧录口。由于空间限制（实际是画完了才发现烧录口没画），需要在焊盘上飞四根线出来烧录（别骂了），如下图所示。（配图为失败的第一版，其烧录口处是没变的）

线飞出来以后，使用一个USB转TTL的模块，加上几个测试夹子即可烧录。使用STC官方的STC-ISP软件进行烧录，内部IRC频率选择32MHz。

        3.  温控算法

        本烙铁采用了变参数的PID算法进行控温。在温差大于+20℃时，全速加热（主要在冷启动时）。温差在20℃内时，由PID控制器接管。比例系数Kp、积分系数Ki与误差的关系为：

采用上图所示的函数关系来控温有明确的优点。在误差量error位于0附近时，系统近似为普通的PID控制。当误差量较大时，Kp增大而Ki减小。增大Kp可以使得系统快速收敛，而减小Ki则是降低在误差较大时的积分贡献，从而抑制温度过冲。实测发现这种控制方法效果较好。收敛速度比纯PID要快，且过冲更小。在本项目中，D参数直接设置为0.1。我没有花费太多时间在精确整定参数上，因此PID参数仍然有一定的优化空间。下面给出Kp和Ki与误差error的关系：

最后，工程使用的MOS为AP90P03Q，封装和PCB中的一致。不知为何没有原理图，只能放附件里了。