熱電対を使ってはんだコテ先の温度制御にトライ・・・酸化防止(その1)

安物の60Wハンダゴテ(温度調整ノブ付き)を使ってますが、どうも、調整が上手く効いていない感じがするので、ちょっと作ってみることにした。

先端の小手先に、Kタイプの熱電対を付けて、MAX6675の熱電対モジュールを経由してArduinoで温度を読み取り、SSRを利用してはんだコテへの供給電力を制御しよう・・・というもの 。

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【概要、仕様案】
  • アイデアとしては、熱電対を銅箔テープを使って、なるべくコテ先の先端に近い所に貼り付け、
  • その温度をMAX6675のモジュールを使ってArduinoで読み取り、
  • 設定上限温度を超えたらSSRを使ってハンダゴテへの供給電力を落とし、
  • 逆に設定下限温度を下回ったら、100%供給するというもの
  • 温度設定は、ポテンショメータ(VR)を使って行う
  • 特にケースに温度表示機能は設けないことにする・・・(LCDをつけようかな?と思ったが、配線が面倒だし、ケースに綺麗な穴を空けるのが苦手なので、パス・・・号泣 → やっぱり、温度表示があった方が良いので、頑張って7セグメントX4桁のLED表示をすることにした。
  • PCからのシリアル通信で、上限から下限温度間の許容範囲設定を行い、またコテ先温度の読み取り値は常に、シリアル通信でPCへ送信することにより、変動の具合をグラフ(シリアルプロッタ使用)で見えるようにする。
  • ACの配線を綺麗にするため、電源の入出力とも、パネルタイプのコネクターをケースに固定する

【現状の確認】

まずは、現在の状態(ハンダゴテそのものの温度制御に任せた状態)の温度変化が、どんな感じなのかを測定してみることにした。コテ先に熱電対を”適当に”接触させた状態で、MAX6675 モジュールへ接続して、Arduinoで温度を0.5秒毎に読み取り、シリアル出力のログを記録したものをグラフにしてみた(コードはこちら)。温度がほぼ頭打ちになったと思える5分程度で電源を切ったのでその後は自然冷却時の温度変化である。

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なんと、200℃設定で360℃以上まで上昇し、300℃設定では480℃以上まで上昇している。これでは、先端が真っ黒に酸化してしまうはずである。コテについている温度制御は、一応上限温度をある程度調整してくれる機能としては動作しているようだが、仕様としてはとても満足できるレベルでは無い。 200℃設定時に、設定温度に達するまでの時間が長くなるのも好ましくない。希望としては、所定の温度になるまでは、「一気に加熱」し、先端の温度変化に応じて迅速に対応するものを作ろうと思う。

なお、コテ先に熱電対を固定する方法として、「銅箔テープ」は適さない事が判った。そもそも、粘着用のノリが高温で燃えるためうまく固定出来ないし、しっかりとした接触が保てないので、安定して測定値が取れない。 上記の測定は、コテ先を固定させるスリーブとの間に熱電対を差し込んで、締め付けることによって行った。 (コテ先が、相当汚い状態なのは、とりあえず今のところはご勘弁・・・)

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もう少し、確実に固定する部品として、下記のパイプクリップを購入してみる事にした。届き次第、ためしてみることにする( Stainless Steel 6mm to 12mm Hose Pipe Clamps Clips Fastener)

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(その2)に続く・・・・・。

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