CN2761335Y

CN2761335Y - 智能电烙铁

Info

Publication number: CN2761335Y
Application number: CN 200520025187
Authority: CN
Inventors: 刘南平; 崔雁松; 袁秀英
Original assignee: 刘南平
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2015-01-25

Abstract

本实用新型公开了一种智能电烙铁，解决了普通恒温电烙铁耗能大、不能自动断电、易引发火灾等问题。技术方案：电压转换电路与单片机的VCC相连，加热丝通过继电器、热电偶通过模/数变换电路经放大器、传感器通过电压比较器均与单片机相连；温度、时间设定按钮通过“增大”、“减小”、“确认”“复位”按钮与单片机相连；数码显示器一端与串/并转换器相连另一端与单片机相连，串/并转换器的另一端亦与单片机相连；巧妙地利用触摸或光电原理制成传感器，实时检测用户的情况，并据不同的情况做出不同反应，使其工作于自动恒温、“睡眠”和自断电状态。本品是电子产品研发、生产、调试和维修的安全、节能型用具，是一种全新概念的智能多功能焊接工具。

Description

智能电烙铁

技术领域

本实用新型涉及一种电子焊接工具，特别涉及温度可控的电子焊接工具。

背景技术

电烙铁是机电、电子及通信类产品在研发、生产、调试和维修过程中不可缺少的焊接工具。目前，广泛应用的电烙铁主要有两种：一种是非恒温普通电烙铁，另一种是恒温式温控电烙铁。

非恒温普通电烙铁分内热式直热电烙铁和普通外热式电烙铁两种。由于内热式电烙铁具有重量轻、体积小、发热快和低功耗等特点，因此，220V的内热式直热电烙铁几乎取代了早期的普通外热式电烙铁。一只20瓦的内热式电烙铁的功用与早期的25～40瓦的外热式电烙铁的功率作用相当，所以很适合焊接普通的小型电子元件和印制电路。内热式电烙铁存在如下的缺点：首先，由于一直工作在不间断地加热状态，因而使用寿命相对较短；其次，不能保持恒温而且温度不可调，而不同的电子元件及电路板对焊接温度有不同的要求，因而，焊接时易损坏元件和电路板；第三，由于烙铁头没有接地，不能有效地防止静电，极容易损坏电子元件和芯片；第四，由于不能自断电，操作人员离开现场或忘记拔下电烙铁，极易引发火灾；第五，在暂时不使用时，若拔下电烙铁，则再要使用时需要预热，很不方便，若不拔下电烙铁，使之一直处于加热状态，则不能有效节能。

恒温式温控电烙铁克服了内热式电烙铁存在的上述缺点。该种电烙铁不仅能恒温，而且可以防静电、防感应电，很适合直接焊CMOS器件。恒温式温控电烙铁种类较多，烙铁芯普遍采用PTC元件。高档的恒温电烙铁的烙铁头带有温度传感器(热电偶)，其附加的控制装置能数显烙铁头的温度，并可人工调节焊接温度。此种电烙铁有220V加热及降压加热两种工作方式，但是都不能节能，不能自动断电。如果操作人员离开时间过长或者忘记拔插头或切断电源，不仅浪费能源而且容易引发火灾，存在安全隐患。

总之，现在实际应用中的电烙铁无论是非恒温普通电烙铁，还是恒温式温控电烙铁，它们都存在不节能，不能自动断电的缺点，而且当操作人员离开时间过长时，不但耗能且容易引发火灾，不能确保安全。

技术内容

本实用新型是为了解决上述缺陷而设计的，其目的是提供一种使用方便(触摸加电)、节能(闲置时低功率运行)、使用寿命长、具有自动断电功能的恒温式智能电烙铁。

本实用新型的技术方案：智能电烙铁，其特征是主要包括：安装在烙铁头中的加热丝和热电偶、安装在烙铁柄中的传感器、安装在控制盒中的由单片机、电压转换电路、继电器、模/数变换电路、放大器、电压比较器和串/并转换器构成的控制电路、安装在控制盒面板上的温度、时间设定按钮和数码显示器；电压转换电路与单片机的VCC相连，加热丝通过继电器、热电偶通过模/数变换电路经放大器、传感器通过电压比较器均与单片机相连；温度、时间设定按钮通过“增大”、“减小”、“确认”“复位”按钮与单片机相连；数码显示器一端与串/并转换器相连另一端与单片机相连，串/并转换器的另一端亦与单片机相连；电烙铁通过多芯导线与控制盒中的电路相连；控制盒通过电源线和电源插头相连；电源插头接到220V电源上。

本实用新型的智能电烙铁，其特征是所述的传感器[3]主要由两片独立的、各接一根导线的、交错叠放、弯成圆柱型的梳状金属片构成。

本实用新型的有益效果：智能电烙铁在正常使用时与普通恒温式温控电烙铁没有多大区别，但由于设计了以微处理器芯片为核心的控制电路，巧妙地利用触摸或光电原理，制成了传感器，能够实时检测用户的使用情况，并根据不同的情况做出不同的反应，使电烙铁相应的工作于自动恒温、“睡眠”和自断电状态。

(1)恒温可调：烙铁芯中装有热电偶，控制盒上装有数码显示器和温度、时间设定按钮，控制盒中的单片机IC2可根据热电偶上测得的实际温度与设定温度的关系，控制电烙铁的加热即“有效电压”的大小，从而将电烙铁温度控制在设定值上，进而满足了各种元件不同的焊接温度要求。

(2)睡眠功能和自动断电：烙铁柄上装的传感器，可将烙铁的使用情况传送到单片机IC2中。单片机IC2据此情况，做出相应的反应：

若是在“使用”中，单片机IC2将控制电烙铁工作在自动恒温状态。

若停用，则单片机IC2开始计时。若计时时间在睡眠触发时间t1(可调)内，则保持设定的恒温状态；若计时时间超过t1，单片机IC2将使电烙铁进入“睡眠”状态，即恒定在低于设定温度的某一较低温度上，与电脑屏幕保护程序的作用相仿。

若在停用时间t1基础上又继续停用了一段时间t2(可调)，即超过了断电触发时间，单片机IC2将使电烙铁进入自动断电状态，以保护电烙铁，避免火灾的发生。断电后，需复位烙铁或重新上电，电烙铁方可重新使用。

若停用时间t满足t1＜t＜t1+t2，即在达到“睡眠”触发时间而又未超过断电触发时间时，传感器一旦重新检测到“使用”信号，将立即从“睡眠”状态退出(被唤醒)，进入自动恒温状态。由“睡眠”状态被唤醒，能够很快达到设定温度，减小了预热时间，提高了工作效率。

(3)节能：在“睡眠”状态，单片机IC2将烙铁温度维持在较低温度，电烙铁功率降为原来的三分之一。这样，不仅起到了节能的作用，而且延长了烙铁的使用寿命。

(4)防静电：通过把烙铁头中的热电偶接地，从而可以防止在焊接时静电损坏电子元件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型的工作原理方框图；图2是本实用新型的电路图；图3是本实用新型中的触摸型传感器[3]的示意图；图4是本实用新型的工作流程图。

实施例

如图1所示，本实用新型主要由单片机、电压转换电路、加热丝、继电器、热电偶、模/数变换、放大器、传感器、电压比较器、串/并转换器、数码显示器、温度、时间设定按钮构成。单片机是整个实用新型的智能控制中心，其它部分都通过引脚与单片机相连。由单片机、电压转换电路、继电器、模/数变换电路、放大器、电压比较器和串/并转换器构等构成的控制电路安装在一个小控制盒内。电压转换电路的作用是实现220V三相交流电向+5V直流电的转换，以便给单片机提供稳定的+5工作电压，220V三相交流电通过常用的电源插头和电源线即可引入。加热丝安装在烙铁头中，通过继电器与单片机相连，单片机控制加热丝的工作状态；热电偶(有接地)也安装在烙铁头中，通过模/数变换电路将采集到的实际温度模拟值转变成数字量，再通过放大器的放大，将实际温度输入到单片机中；传感器安装在烙铁柄中，可以采用触摸式(如图3所示)，也可以采用光电式，当用户手握烙铁柄时，电路接通，通过电压比较器即可将此信号传输给单片机；烙铁头和烙铁柄构成了电烙铁，电烙铁通过多芯导线与控制盒相连。数码显示器主要由4个七段数码管构成，安装在控制盒的面板上，借助于串/并转换器及相关引脚以动态扫描方式与单片机配合工作，显示设定时间、设定温度等信息；温度、时间设定按钮也安装在控制盒的面板上，通过相关引脚与单片机相连，将用户的设定值读入到单片机内部，再通过数码显示器显示出来。

如图2所示：单片机IC2采用Phillips 769芯片；电压转换电路主要由变压器T1、电桥电路B1、发光二极管L1等构成，转换得到的+5V电压接到单片机IC2的VCC引脚，为系统提供工作电压。

R2为加热丝，单片机IC2通过其引脚P1.5控制PNP型三极管T2的工作状态，进而控制继电器K5的通断，从而实现给加热丝加热或停止加热的功能。

按钮K4、电容C2、电阻R5构成了单片机IC2的复位电路，按钮K4即为控制盒上温度、时间设定按钮中的“复位”按钮；按钮K1、K2和K3分别为控制盒上温度、时间设定按钮中的“增大”、“减小”和“确认”按钮，各自通过电阻与单片机IC2的相应引脚相连；电容C3、C4和晶振片C5通过引脚XT0和XT1与单片机IC2相连，构成了系统的时钟振荡电路。

R11为热电偶，它通过IC3C模/数变换电路(LM324)和1：10的IC3B放大器电路(LM324)与单片机IC2的引脚P1.1相连，为系统采集烙铁头的实际温度；数码显示器的片选信号分别由单片机IC2的引脚P1.0、P3.3、P1.6和P1.7提供；数码显示器的显示数据由单片机IC2的引脚P3.1和P3.2通过IC1串并转换器74LS164提供。

传感器接在电阻R12和R13之间，通过IC3A电压比较器(LM324)后，接入到单片机IC2的引脚P1.4中，为单片机IC2提供用户“使用”电烙铁的信号；传感器可以采用光电传感器，也可以采用触摸传感器。如图3所示：触摸传感器为两片梳状金属片各接一根导线，与电路相连，它们交错叠放，弯成圆柱形，放在烙铁柄内部，人手握在烙铁柄上时，必然使两片金属片接触，从而使金属片上导线所连的电路导通，产生“使用”信号。

工作流程如图4所示：上电复位后，首先数码显示器显示默认的“睡眠”触发时间t1，用户可以通过温度、时间设定按钮中的“增大”或“减小”按钮修改这个时间量，然后按“确认”按钮，如不需修改，则直接按“确认”按钮；然后数码显示器显示默认的断电触发时间t2，用户同样可以修改或直接按“确认”按钮，不做修改；最后数码显示器显示的是默认的恒温温度，用户同样可以修改或不做修改。电烙铁工作于自动恒温状态，即把通过热电偶采集到的实际温度与用户的设定温度通过软件程序作比较，若低于设定温度，则继续给加热丝加热；若到达设定温度，则停止加热。在电烙铁工作于自动恒温状态的同时，单片机IC2实时检测传感器，即检测用户的使用情况，一旦检测不到“使用”信号，就开始计时。若此计时时间未达到“睡眠”触发时间t1，则电烙铁继续工作于自动恒温状态；相反，若此计时时间超过“睡眠”触发时间t1，则单片机IC2控制电烙铁开始工作于“睡眠”状态，即低温加热状态，并同时开始二次计时。若二次计时时间未达到断电触发时间t2，即在电烙铁工作于“睡眠”状态时，单片机IC2又检测到用户的“使用”信号，则单片机IC2控制电烙铁退出“睡眠”状态，重新进入自动恒温状态；相反，若二次计时时间超过了断电触发时间t2，则单片机IC2控制电烙铁进入自动断电状态，即单片机停止工作，智能电烙铁自动断电保护电烙铁，并避免火灾的发生。断电后，当再用电烙铁时，需按温度、时间设定按钮中的“复位”按钮或断电后再重新插上电源，电烙铁方可再次正常使用。

Claims

1.一种智能电烙铁，其特征是主要包括：安装在烙铁头中的加热丝和热电偶、安装在烙铁柄中的传感器、安装在控制盒中的由单片机、电压转换电路、继电器、模/数变换电路、放大器、电压比较器和串/并转换器构成的控制电路、安装在控制盒面板上的温度、时间设定按钮和数码显示器；电压转换电路与单片机的VCC相连，加热丝通过继电器、热电偶通过模/数变换电路经放大器、传感器通过电压比较器均与单片机相连；温度、时间设定按钮通过“增大”、“减小”、“确认”“复位”按钮与单片机相连；数码显示器一端与串/并转换器相连另一端与单片机相连，串/并转换器的另一端亦与单片机相连；电烙铁通过多芯导线与控制盒中的电路相连；控制盒通过电源线和电源插头相连；电源插头接到220V电源上。

2.根据权利要求1所述的智能电烙铁，其特征是所述的传感器[3]主要由两片独立的、各接一根导线的、交错叠放、弯成圆柱型的梳状金属片构成。