T12Touch-screen-welding-machines

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(★ 59)

Arduino 2.4寸触屏焊台-包括pcb文件和源代码

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# 请注意！电流采样电路使用方法错误，电流不准，但不影响其他功能使用，修正版本正在制作！
# T12触屏焊台-Atmega328p-au核心
* 使用了[LCDWIKI_KBV、LCDWIKI_GUI、TouchScreen库](http://www.lcdwiki.com/zh/2.4inch_Arduino_Display)，感谢[LCDWIKI](http://www.lcdwiki.com)。
* Arduino Nano，触摸屏，降压电路都为模块拔插式，其他部分电路为贴片焊接，方便新手。
* 从30℃加热到400℃需16-20秒，稳定跳动温度±1℃，适配深圳头。
* 观看视频https://www.bilibili.com/video/av83184959
* 基本功能已经完善:
 * 触摸调节温度，30-400℃，3段一键温度
 * 使用虚拟数字键盘
 * 可菜单调节 单神经元PID，自主学习，控制精确（新增）
 * 可菜单调节 烙铁的休眠时间和休眠温度
 * 独立的室温采集芯片用于自动补偿T12温度
 * 屏幕校准，开机长按屏幕进入校准界面（新增）
 * 到达温度提示声，唤醒提示声，休眠提示声，触摸提示声（新增）
 * eeprom保存数据
 * INA19硬件真实电流采样
 * 内置看门狗防止死机引起意外
 * 未接手柄报警、烙铁温度超出读取范围报警、高压报警、过流报警、机内温度高温报警（新增）
 * 使用3项式公式计算的温度曲线，使用外部PT100探头精准调教的温度曲线
#### 必读注意！！！
#### 1：nano的bootloader使用看门狗有几率卡死，uno正常，先将nano刷成uno的引导再烧录程序
#### 2：为了加快触摸的读取速度，需要修改以下内容，但有非常小的几率会误触
#### 打开TouchScreen.cpp ,修改NUMSAMPLES 后面的数值为 20
#### 3:一定要先刷入EEPROM，说明看程序第232行，首次使用记得校准屏幕（开机时长按屏幕，听到连续的提示声放开）
#### 4:电流采样改用INA193芯片
#### 5:使用可调DC-DC降压模块，调至6.5V使用，6.5V输入至nano自带线性稳压得到稳定的5V电压
#### 6:不要更改t12_pwm_pin（nano 10号脚，2560 12号脚），此脚连接了内部定时器1的B通道，该通道需要输出61HZ和2048级pwm，内部定死，改了会有难以预料的后果
#### 7:如果内存溢出，请看第2项说明改了就不会了
#### ---------------------------------------------------------------------------------------------
### 最新更新说明 V1.2.6 - 2020-09-24
#### 新增未接手柄报警、烙铁温度超出读取范围报警、高压报警、过流报警、机内温度高温报警
#### 当出现任意一个报警，主界面就会显示Error
#### 修复校准屏幕有几率无法保存数据的BUG
#### 再次校准温度曲线,使用3项式
#### 移除手动补偿设置(发现没什么用)
#### ---------------------------------------------------------------------------------------------
2020-09-22 v1.2.5 PMOS版本-需要UNO引导,修复手动补偿的BUG,修复pwm的一个BUG,使用PT100重新校准了温度曲线，缩小误差,开机前读取255次电压和室温 
2020-09-18 v1.2.4 PMOS版本-需要UNO引导,PWM控温精度改为2048级,加快超调回正时间,压榨内存 
2020-09-04 v1.2.3-仅限UNO引导使用,PID控温算法升级成“单神经元PID”，能自主学习以适配不同的刀头（同一厂家）和更加精准的控温。 
2020-09-02 v1.2.2-仅限UNO引导使用,修改温度显示策略，当温度稳定在10℃以内时，则显示每5次温度采集的平均温度，新增到达设定温度的提示声，取消从设置界面进入屏幕校准界面，只能从开机时长按屏幕任意地方进入并添加校准成功或失败的提示。 
2020-09-01 v1.2.1-仅限UNO引导使用,优化T12测量温度算法，使用睡眠模式进行ADC降噪读取，新增开机长按屏幕进入校准界面。 
2020-08-20 v1.2.0 PMOS版本-仅限UNO引导使用，新加手动温度补偿的功能，因nano内存不足需要刷成uno才能使用此版本。 
2020-07-12 v1.1.1 PMOS版本-Nano UNO可用，优化室温补偿的算法，优化读取电流的算法，优化键盘的算法，增加贴手感响应速度，新增开机读取电压和室温，重新测量了T12的温度曲线。 
2020-05-10 PMos版本已经测试完毕，mos正常发热0-50度，不会高到吓人，测量室温的NTC改为tc1047芯片，3D打印的外壳也重新设计并上传了。 
2020-02-17 NMOS的版本不再更新，即现在的版本（程序0.84和PCB1.3、1.4）。电路将大改一次，改用PMOS管改善发热问题，改用运放加0.1R的电阻检测电流，丢弃垃圾电流芯片。核心、5v电源和屏幕依旧使用拔插式。 
2020-02-17 v0.84，修改了主界面和设置界面的布局，使其更加对称顺眼。 
2020-02-14 V0.83，PWM输出修改成相位和频率校正模式，占空比控制精度提升一倍（0-511），并把频率降低至61HZ，烙铁发出的滴滴声大幅下降，频率提升到16khz时烙铁的滴滴声彻底听不见但MOS管发热严重并且控温效果差故不用高频PWM，喜欢滴滴声的可以用V0.82。 
2020-02-08 v0.82上线，增加测温的间隔，稍微提升一点加热效率。蜂鸣器的digitalWrite写法太占内存改为向端口输入引脚地址PINX写1来翻转状态bitWrite(PINB, 3, 1)，又节省74字节的内存，已用30606字节。修改了一下原理图和PCB，版本V1.4。优化sleep，当前温度低于设置的休眠温度时，到达休眠时间也存储当前温度。 
2020-02-07 
上传原理图和能直接打板的文件，版本为V1.2。PCB我还想优化一下再放出，当然现在的版本也是可以用。 
2020-02-06 
v0.81 修复一个触屏校准的BUG。触摸加入一段限制算法降低屏幕自己点击自己的概率。电流测量加入一段判断算法，这样主界面就不会乱跳电流值了。 
2020-02-05 
v0.81版本，键盘触摸手感提升。 
2020-01-28 
v0.81版本，修复了一个休眠的BUG，优化了温度测量，上传了3D打印件和成本清单。 
2020-01-24 
v0.80版本，经过了8个小时的努力以及十几根头发的代价，又又又再一次压缩了Flash，还剩0.38%的空间，终于在nano/mini平台上加入屏幕校准功能。Uno平台还有5%，还可以美化一下UI。 
2020-01-22 
v0.71版 新增坐标显示的开关，优化了flash，Mini还剩2%,Uno还剩7%,优化触摸读取速度，下一版本加入屏幕校准功能。 
2020-01-22 
v0.7版，主界面新增一键到达设定温度的功能400/320/240。 
2020-01-20 
v0.7版，增加软件过压过流过温保护，修正烙铁休眠唤醒不会回温的BUG，主界面美化一下，电路去掉了一个100欧的电阻，加热效率提升30%。 
2020-01-19 
v0.6版上线，优化一些些内存，修改一下下菜单，增加了烙铁进入休眠的时间阈值和休眠的温度的菜单项，同样支持虚拟键盘修改数值和EEPROM。 
2020-01-16 
优化了加热效率和控温稳定性。与设定值差10℃以上时，采样周期长，10℃以内，采样周期短。从30℃加热到260℃需15秒，稳定跳动温度3℃以内，通常为1℃。 
2020-01-14 
终于实现了模拟键盘输入并可更改pid数值并储存在Eeprom中，有点小BUG但不影响使用。 
2020-01-13 
初步实现稳定控温，从30℃加热到260℃需45秒，太久了。 
#### 引脚定义
LCD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 
UNO/MINI/NANO 8 9 2 3 4 5 6 7 
LCDWIKI_KBV mylcd(ILI9341, A2, A1, 13, A0, 12); //model,cs,cd,wr,rd,resett 
#define YP A2 // must be an analog pin, use "An" notation! 
#define XM A1 // must be an analog pin, use "An" notation! 
#define YM 9 // can be a digital pin 
#define XP 8 // can be a digital pin 
#define t12_temp_pin A5 //T12温度读取引脚
#define sleep_pin A3 //休眠状态读取引脚
#define ec_pin A4 //电流读取引脚
#define volage_pin A6 //电源电压读取引脚
#define tc1047_pin A7 //tc1047读取引脚
#define t12_pwm_pin 10 //T12加热控制引脚
#define buzzer_pin 11 //蜂鸣器控制引脚
#### 电路简介
1.热电偶信号放大电路 
 使用AD8628（AD8605）轨到轨运算放大器，放大510倍，输入和输出均加有低通滤波器。 
2.功率输出电路 
 使用光耦和AOD4185场效应管组成的简单功率输出控制电路。 
3.检测电流电压电路 
 电流检测使用INA193芯片加0.05采样电阻，检测电流精度0.01A。 
 电压检测使用简单的分压电路测量，量程为0-42V，精度0.1V。 
4.供电电路 
 使用DCDC降压模块降至6.5V输入给Arduino Nano模块的VIN，上面有个5v稳压芯片，从而得到稳定的5V电压（要求纹波小，电压变动小） 
 24V电压使用的AC-DC24V4A成品电源，只要电压不超过24V电流大于3A即可。 
5.显示电路 
 使用2.4寸带触摸功能LCD屏幕模块，拔插式。提供显示功能和触摸功能。 
6.控制核心 
 使用Arduino Nano模块，核心为Atmel328p-AU,拔插式。 
 #### T12温度测量的方法及曲线拟合 
 * 因为每个厂家的T12内的热电偶都会有不同，所以不能使用常规的K/J/B型热电偶的分度表，除非T12厂家有给出
 * 准备一个能测500℃以上的测温设备，紧贴在T12的发热尖端，使用高温胶带绑紧
 * T12的热电偶电压经运算放大器510倍后再使用arduino测量T12的AD值，即T12热电偶的电压转换成数字量后的值
 * 使用pid算法加热T12，设置加热到的AD值为0-1000，每隔100个AD值记录一次温度
 * 记录得到AD值和对应的温度值后，使用EXCEL中的曲线拟合功能，拟合出一条三项式方程，此方程就是温度和AD关系的曲线
 * 有了此方程我们就能从T12当前的AD值计算出温度值
 * 本项目的方程 t12_temp = 0.0000001 * t12_ad * t12_ad * t12_ad - 0.00031185 * t12_ad * t12_ad + 0.64940017 * t12_ad + 15.945058;
 * 注意不同厂家的T12热电偶规格不同，更换厂家需要重新拟合一次曲线，本项目使用深圳头。
![](https://github.com/jie326513988/T12Touch-screen-welding-machines/blob/master/compressed%20image/14.jpg)
![](https://github.com/jie326513988/T12Touch-screen-welding-machines/blob/master/compressed%20image/01.jpg)
![](https://github.com/jie326513988/T12Touch-screen-welding-machines/blob/master/compressed%20image/15.jpg)
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![](https://github.com/jie326513988/T12Touch-screen-welding-machines/blob/master/compressed%20image/12.jpg)
![](https://github.com/jie326513988/T12Touch-screen-welding-machines/blob/master/compressed%20image/13.jpg)

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