Паяльная станция ProsKit SS-331 и контроллер KSGER T12

Этот пост о том, как приспособить контроллер KSGER T12 для работы с отпаивающим пистолетом SS-331. Инструкция довольно точная, но, если решите ею воспользоваться, — на свой страх и риск.

Проблема

Так называемые «доступные» отпаивающие пистолеты часто вполне годятся. SS-331 может быть «дешёвым» или «дорогим», но в итоге хочется компактный прибор с нормальной ручкой для отпайки и, желательно, приличным контроллером. Готовые варианты стоят дорого.

Ручка SS-331H

На данный момент ручку SS-331H можно купить отдельно. На первый взгляд информации о ней немного, поэтому вот распиновка:

1 — чёрный — земля термистора
2 — синий — сигнал термистора
3 — красный — земля нагревателя
4 — красный — питание нагревателя (24 В)
5, 6 — контакты кнопки насоса
7 — жёлтый — геркон
зелёный (на корпус разъёма GX) — защитное заземление

Сопротивление термистора — около 47 Ом (примерно 47,8 Ом). Значения могут отличаться, поэтому измерьте сами. Сопротивление нагревателя — около 2 Ом и по мере нагрева растёт (насколько помню, до 3,5 Ом). Что это значит? При 24 В понадобится блок питания, который выдерживает броски тока до 12 А. Или сделайте как я: возьмите блок питания на 12 В, способный выдать 8 А, и перестаньте переживать о сожжённых розетках. Учтите: при включении возможен бросок около 6 А, который после первичного нагрева быстро падает до 3–4 А. Такого броска достаточно, чтобы прикончить слабый блок питания. Короче, берите вот такой — и эти проблемы вас больше не коснутся.

Коротко о термопаре и термисторе

Как и я, вы можете быть не знакомы со всеми этими пояснениями про «в чём разница». Термопара сама вырабатывает небольшое напряжение (несколько милливольт), без всякого источника питания. Термистор ничего не вырабатывает, он лишь меняет сопротивление. К тому же его показания обычно грубее. Значит, любая схема, рассчитанная на термопару, с термистором не заработает: вход для термопары ждёт выработанного напряжения, а термистор его не даёт. Чтобы воспроизвести поведение термопары с помощью термистора, нужно сделать так:

измерить его сопротивление при 25 градусах Цельсия;
подать на схему напряжение (через дополнительную плату);
вычесть из этого напряжения значение, соответствующее исходному состоянию термистора;
отмасштабировать так, чтобы получить нужное напряжение термопары.

Звучит сложно, но на деле хватит одного операционного усилителя.

Модуль KSGER 2.1s

Многие говорят о разных разводках, но сейчас вы найдёте только один официальный. В нём нет ни резистора на ноль ом, ни отдельного места под JBL. Поэтому нужно внести такие изменения:

Перережьте дорожку в точке один (это самый низ набора резисторов). Так датчик термопары отключается от 24 В+.
Удалите резистор R5. Он отвечает за усиление сигнала, а на его место нужно добавить плату-«хедкраб», чтобы с помощью термистора имитировать термопару.

Из термистора в термопару

Понадобится вот такая схема «хедкраба»:

Как это работает (упрощённо):

Есть два потенциометра, которыми настраивают (а) сигнал с термистора и (б) сигнал с эталонного резистора на 47 Ом. Второй нужен, чтобы вычесть исходное сопротивление термистора и начать шкалу с нуля.
Операционный усилитель вычитает сигнал с резистора 47 Ом из сигнала термистора.
Выход операционного усилителя через точку 1 на R12 подаётся на U3.
Левым потенциометром настраивают итоговое усиление на U3.
Используйте, например, шину 3,3 В от дисплея.

Да, наверняка эту схему можно сделать куда лучше. Но мне было лень, а так всё легко настраивалось.

Процедура калибровки «хедкраба»

Несколько советов:

Без отдельного термометра вы что-нибудь сожжёте. Возьмите такой до того, как начнёте.
Без блока питания с ограничением тока вы, скорее всего, снова что-нибудь сожжёте. Обзаведитесь им до начала.
Привыкните быстро переводить контроллер KSGER в сон/ожидание. Делайте это быстро.
Или лучше: соберите резисторный делитель от 47 Ом (0 °C) до 150–156 Ом (примерно 400–420 °C для нагревателя пистолета). Сначала откалибруйте только чтение термистора при отключённом нагревателе. Да, это работает именно так.
Сообщение INVERT означает, что на входе U3 отрицательное напряжение. Не паникуйте, но если увидели его — проверьте напряжения везде.
Учтите, что сопротивление нагревателя пистолета меняется от 1,6 Ом в холодном состоянии (при комнатной температуре) до примерно 3,5–4 Ом при 420 °C. Это значит, что даже если ваш блок питания на 24 В нормально работает после того, как пистолет уже прогрет, скажем, до 300 °C, при запуске с холода он всё равно может сжечь контроллер из-за броска тока около 12 А.
Учтите, что температура жала пистолета разная на корпусе и на кончике. Измеряйте на кончике. Всегда.

Порядок действий (с резисторным делителем, который имитирует наш термистор):

Соберите «хедкраб» и контроллер.
Выставьте на блоке питания с ограничением тока 12 В.
Подключите резистор 47 Ом к T+ и T-.
Выставьте оба потенциометра в какое-нибудь начальное положение (например, на максимум).
Сначала добейтесь близкого к нулю значения в ТОЧКЕ 1 при комнатной температуре. Для этого значения на T+ и на выходе R5 «хедкраба», идущем в операционный усилитель, должны быть равны. Не делайте эти значения меньше 1 мВ (слишком мало). Не пытайтесь получить абсолютный ноль в ТОЧКЕ 1 — выставьте что-то вроде 0,3 мВ. Насколько помню, у меня было ~5–6 мВ на обоих. Возможно, у вас получится лучше.
Проверьте, что сообщения INVERT нет: выключите всё, затем включите снова. Если INVERT осталось, повторите шаг 5.
Проверьте отображаемую температуру. Настройте RP3 примерно на 25–35 °C.
Выключите контроллер.
Подключите резистор 150–156 Ом к T+ и T-.
Настройте RP3 примерно на 400–420 °C.
Перепроверьте с резистором 47 Ом. Если значения те же, что и раньше, всё хорошо. Если нет — ищите удачные значения: начальное около 30–35 °C и максимум около 400 °C.
Выключите контроллер.
Подключите контакты термистора 1 и 2 к T+ и T- соответственно.
Подключите контакт 3 к земле на вашем авиационном разъёме GX, а контакт 4 — к 12 В на том же разъёме.
Положите руку на ручку контроллера и будьте готовы мгновенно перевести его в сон, быстро повернув влево.
Включите всё и переведите в состояние сна. Если начальные значения в порядке — продолжайте. Если нет — разберитесь почему. Подсказка: если у вас, как и у меня, «плавающая» земля, может помочь резистор около 100 Ом от ТОЧКИ 1 к земле (хотя калибровку, скорее всего, придётся начать заново).
Выставьте целевую температуру 150 °C и начните нагрев. Измерьте температуру термометром. Если что-то пойдёт не так — остановитесь, выключите и подумайте заново. По ходу подстраивайте RP3 (очень аккуратно). Если всё в порядке, повторите для 300 °C и 400 °C (скорее всего, до 350 °C, потому что для 400–420 °C нужно около 14 В на блоке питания). Впрочем, 350 °C вполне достаточно.
Переведите контроллер в сон, подождите и посмотрите, как снижается температура. Начальное показание должно остаться тем же.
Дайте пистолету остыть и при необходимости откалибруйте заново.
Проверяйте, проверяйте и ещё раз проверяйте — и будьте готовы быстро выключить всё на любом шаге. Я уже это говорил? Да: пожалуйста, будьте к этому готовы. И убедитесь, что ваш блок питания либо с ограничением тока, либо выдерживает до 12 В / 6 А.

Насос

Я взял вот такой, но вы можете найти другой. Чтобы сэкономить время, я подключил его через типовой «модуль MOSFET с оптопарой» (вот этот). Похоже, никто не знает, как заставить контроллер распознать насос (хотя для него есть отдельное меню), но этого и не требуется: у пистолета SS-331 есть своя кнопка насоса. Включите его последовательно с сигналом 3 В — и готово.

Разъём

Насколько я знаю, 7-контактного разъёма GX достаточно, если не хотите добавлять датчик температуры окружающей среды. Иначе придётся заменить штатный кабель и переобжать его (да, именно переобжать, а не перепаять) вместе с нагревателем и так далее. Советую не связываться с этим — просто пропустите температуру окружающей среды. Датчик наклона там уже есть, хотя работает так себе. Но, насколько я знаю, режим сна включается нормально, так что хоть как-то да работает.

Как это выглядит

Вот так — и да, это отлично работает:

Бонус

Таблица «температура — сопротивление»:

Температура	Ом
450	168
430	156
400	150
380	138
370	134
360	133
350	131
340	129
300	123
240	90
220	86
200	83
180	79
160	73
160	74
150	72
140	70
130	68
119	66
100	63
80	59
70	57
50	53