普通電烙鐵在使用過程中經(jīng)常會處于待機狀態(tài)，而在待機時，電烙鐵仍然在滿功率干燒，這不僅浪費電能，而且電烙鐵芯和電烙鐵頭長期處在高溫狀態(tài)會大大減少壽命。本節(jié)將介紹一種多功能防干燒電烙鐵，它以微型單片機為核心，具有調(diào)溫、恒溫、節(jié)能及溫度等級顯示等功能。
它的基本原理是：在電烙鐵手柄的兩端分別設(shè)置紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管，當手握電烙鐵手柄，拿起電烙鐵使用時，紅外光被遮擋，它自動恢復(fù)到滿功率加熱，使電烙鐵頭快速達到所需溫度;當放下電烙鐵不用時，紅外光傳輸正常，電烙鐵自動減少加熱功率，處于待機狀態(tài)，這樣既節(jié)約電能，又大大延長電烙鐵壽命。下面結(jié)合電路圖對本設(shè)計做進一步說明。
本設(shè)計主要由電源、采樣控制、加熱及數(shù)碼顯示幾部分組成，如圖19.1所示。整流二極管VD1～VD2(1N4007)、三極管VT1(MJE13001)、微型變壓器T1、電容C1～C3、電阻R1～R3、二極管VD6～VD9、穩(wěn)壓二極管ZD1及三端穩(wěn)壓器IC1(HT7133A-1)等構(gòu)成微型開關(guān)電源，給其他電路提供與市電隔離的3.3V直流穩(wěn)壓電源。在圖19.1中，三極管VT1(MJE13001)、微型變壓器T1的3～4繞組、電阻R1和R3、電容C2和C3、二極管VD7和VD8、穩(wěn)壓二極管ZD1構(gòu)成自激振蕩電路。R2是自激振蕩電路中的啟動電阻。自激振蕩電路產(chǎn)生交流信號，經(jīng)微型變壓器T1的1～2繞組和5～6繞組降壓、隔離，經(jīng)二極管VD9、電容C4起到整流、濾波作用，最后經(jīng)三端穩(wěn)壓器IC1(HT7133A-1)輸出3.3V直流穩(wěn)定電壓。
單片機LPC917、光電耦合器IC3(MOC3041)、雙向晶閘管VT2、紅外發(fā)射和紅外接收二極管VD9和VD10、熱電偶RE、電阻R4～R9及觸摸金屬片J2構(gòu)成取樣控制系統(tǒng)。熱電偶RE把電烙鐵頭的溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，連接到單片機LPC917的16腳——單片機內(nèi)部的模擬比較放大器的正相輸入端。而比較放大器的反相輸入端和分壓電阻R10、R11的公共端連接。分壓電阻R10的另一端和單片機內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端(P0.4)連接，分壓電阻R11的另一端接地。單片機LPC917的專用存儲器AD1DAT3用來存放輸入到DAC的值——數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)值。完成一次寫AD1DAT3操作后，DAC輸出的模擬值便出現(xiàn)在通道3引腳上。每觸摸一次J2，單片機LPC917內(nèi)部計數(shù)一次，并將累計的數(shù)值寫入DAC存儲器AD1DAT3，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出至單片機I/O端的P0.4腳。因為熱電偶感應(yīng)的電壓很低，只有零點幾伏，而經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換出來的電壓在0～3.3V，所以須通過R10、R11進行分壓。
圖19.1 電路原理圖
通過模擬比較放大器，把熱電偶RE從電烙鐵頭感應(yīng)的電壓和事先設(shè)定的基準電壓進行比較，如果電烙鐵頭溫度太高，那么熱電偶RE感應(yīng)的電壓也高，當它超過設(shè)定的基準電壓時，比較放大器的輸出為高電平，即單片機的CMP2端為+3.3V，光電耦合器IC3截止，光電耦合器IC3內(nèi)的晶閘管不通，雙向晶閘管VT2也不通，電烙鐵的電熱線R8斷電，電烙鐵頭不能加熱;相反，如果電烙鐵頭溫度太低，熱電偶RE感應(yīng)的電壓也低，當它低于設(shè)定的基準電壓時，比較放大器的輸出為低電平，即單片機的CMP2端為0V，光電耦合器IC3導(dǎo)通，光電耦合器IC3內(nèi)的晶閘管導(dǎo)通，雙向晶閘管VT2也導(dǎo)通，電烙鐵的電熱線R8得電，電烙鐵頭被加熱，這樣能維持電烙鐵頭恒溫。與此同時，如果改變設(shè)定基準電壓，則可以調(diào)整電烙鐵的溫度。電烙鐵溫度的調(diào)整是通過觸摸金屬片J2來進行的。觸摸金屬片J2和單片機的高阻引腳P1.5連接，每觸摸一次J2，P1.5都可以被感應(yīng)出高電平的脈沖，通過去干擾程序，單片機可以檢測P1.5電平的變化，從而進行計數(shù)。
光電耦合器MOC3041不僅起到光電隔離作用——將電烙鐵控制電路和市電隔離，而且內(nèi)含市電過零檢測電路和雙向晶閘管，這樣既可以通過控制雙向晶閘管VT2的導(dǎo)通角來調(diào)整電熱絲R8的功率，又不會產(chǎn)生雜波干擾。
紅外光發(fā)射和接收二極管VD9、VD10分別為位于電烙鐵手柄兩端，手握電烙鐵時，紅外光被遮擋，紅外光接收二極管VD10不通，單片機的P0.7端為高電平，單片機不干預(yù)電烙鐵的加熱;放下電烙鐵時，紅外光無遮擋，紅外光接收二極管VD10導(dǎo)通，P0.7為低電平，單片機通過改變內(nèi)部比較放大器的基準電壓，讓電烙鐵加熱功率降低一半，待機保溫。
數(shù)碼管SMG可以顯示1～9個溫度擋，1擋溫度最低，只有200℃左右;9擋溫度最高，有400℃左右;每增加一擋，溫度可以增加25℃，而且每一擋都恒溫。電烙鐵待機時自動處于1擋位置。SMG是共陽微型數(shù)碼管，它的3、4、5、7、8、9、10腳分別和單片機LPC917的P1.0～P1.4及P0.3、P0.4連接。
制作出的實物如題圖和圖19.2所示。
圖19.2 實際制作出的電路板
