Kühlung für Zhongdi ZD-939L

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Vor geraumer Zeit hab ich mir eine Zhondi ZD-939L auf den Basteltisch gestellt. Diese Heißluftlötstation ist gerade beim Entlöten von SMD-Bauteilen ein sehr nützlicher Helfer.

Aufkleber als Workaround

Eines hat mich allerdings vom ersten Tag weg gestört: sie hat keinen Nachlauf zum Kühlen des Heizelements. Als "Workaround" hat der Importeur lediglich einen Hinweis angebracht, dass man vor dem Abschalten auf die Mindesttemperatur herunterdrehen und eine Minute warten solle. Mit dem Warten kann ich leben, allerdings ist das Einstellen der Temperatur etwas nervig: Minus-Taster drücken und halten und sich für jedes Grad einen Pieps anhören. Nur um beim Nächsten Einschalten genau das Gegenteil zu machen. selbstverständlich ebenfalls mit akustischer Untermalung.

Dabei gibt es die Heißluft-Station (neben der Version mit Nachlauf) auch mit dienen Schalter fürs Heizelement. Warum hat das meine nicht? Es wird höchste Zeit, dass sich das ändert.

Inhaltsverzeichnis

Analyse

Blick auf die hintere Leiterkarte

Auf das Ding und reingeschaut. Die Elektronik ist auf 3 Leiterkarten verteilt - hinten befindet sich ein teilbestücktes Board auf das die Netzleitung führt. Nachdem sich nichts darauf befindet, das auf Regelung hindeutet, dürfte es der Leistungsteil sein. Vorne im Gehäuse findet sich neben der Leiterkarte mit den Tastern vom Frontpanel auch die Platine mit dem Display. Die 3 schwarzen Vielbeiner darauf lassen erahnen: hier wird höchstwahrscheinlich geregelt.

Heizung abdrehen könnte man nun sowohl auf der Leistungs- als auch der mutmaßlichen Reglerplatine. Man könnte natürlich auch direkt in die Leitung zum Heizelement eingreifen - aber warum sich die Finger an 230 V verbrennen, wenn man es auch einfacher und sicher haben kann?

Ein genauerer Blick auf die Display-Platine kann also nicht schaden:

Der 8-beinige Chip links ist ein LM358, also ein Operationsverstärker. Beim mittleren Chip im TQFP-Gehäuse handelt es sich um einen Silabs C8051F310 - einem Mikrocontroller. Rechts im Bild befindet sich ein Holtek HT1621B. Holtek kennt man auch als Mikrocontroller-Hersteller - aber zwei Mikrocontroller für einen einfachen Regler? Nicht ganz. Der Holtek ist lediglich ein LCD-Controller, was auch die Leiterbahnen zu ihm erklärt. Die Regelung übernimmt alleinig der Silabs-Chip.

Interessanter als die Regelung und das Display ist für den Umbau, über welche Anschlüsse die Heizung angesteuert wird. Drei der vier Stiftleisten sind mit der Platine hinten verbunden. Die 4-polige Stiftleiste links im Bild führt zur Taster-Platine und fällt damit schon mal weg.

Die untere zweipolige Stifleiste ist ein Kandidat - nachdem sie aber verdächtig nahe am LM358, ein paar diskreten Bauteilen und einem Poti liegt, dürfte es sich um den Anschluss für den Temperaturfühler sein. Alle Leitungen außer dieser verbunden bestätigt den Verdacht: Keine Temperaturanzeige.

Bleiben nur noch zwei. Die links obere sieht verdächtig nach Stromversorgung aus: etwas dickere Leiterbahnen, Dioden und Kondensatoren. Nicht zuletzt ein 78L05. Warum aber 3 Pins? Eingangsspannung, Masse und Ausgangsspannung? Nein, vermutlich handelt es sich um eine symmetrische Versorgung - entweder fürs Display oder den Operationsverstärker.

Ein Blick in den hinteren Teil der Lötstation bestätigt es: Ein Trafo mit Mittelabzapfung.

Die Heizung muss also von der Stiftleiste rechts oben angesteuert werden. Am Stecker hängen zwei Drähte, was die Sache leichter macht. Masse lässt sich durchpiepsen und damit ist auch der Ausgang gefunden.

Muss nur noch geklärt werden, wann welche Spannung anliegt und ob man einfach so einen Schalter einbringen kann. Multimeter angehängt und den Aparillo losbrummen lassen: 5V, wenn die Heizung an ist. Um sicherzustellen, dass die 5V berührungssicher sind, schnell gegen das Gehäuse, das mit PE verbunden ist: 0V, also galvanisch getrennt.

Ausgezeichnet!

Umbau

Ein Ort für den zusätzlichen Schalter ist schnell gefunden: Neben dem Hauptschalter ist noch Platz. Der Akkuschrauber leiert ein Loch in die Platte und der Schalter ist drin.

Für die elektrische Verbindung habe ich die Leitung zum "Backpanel" aufgetrennt und den Schalter einfach eingefügt. Da ich die Schaltung dahinter nicht genauer ansehen wollte, habe ich mich für die sicherere Ansteuerung entschlossen - theoretisch könnte man einfach eine der Leitungen auftrennen und den Schalter einfügen. Allerdings bekommt dann die Schaltung "hinten" entweder das Signal vom Mikrocontroller oder floatet durch die Gegend. Da das nicht besonders toll ist, wechselt der Schalter zwischen dem ursprünglichen Pfad und Masse. So gibt es immer einen definierten Pegel und Probleme werden bestmöglich ausgeschlossen.

Der erste Test im noch auseinander gebauten Zustand spricht für Erfolg: die Soll-Temperatur ist bei 160 °C, die Ist-Temperatur bleibt bei 25 °C. Nach Kippen des Schalters klettert die Anzeige wie vorher nach oben.

J-EXT

Auf dem Board befinden sich noch zwei Vorhalte für Stiftleisten. Eine unbeschriftete (vermutlich zum Download der Firmware) und eine namens J-EXT.

Rein aus Neugierde habe ich mir letztere etwas genauer angesehen, vielleicht spricht das Board ja mit einem.

Die Leiterbahnen führen schon einmal alle zum Mikrocontroller, zusammen mit dessen Datenblatt lassen sich die Pins zuordnen. P3.x haben leider keine spezielle Peripherie zugeordnet, also eher unwahrscheinlich, dass da UART rauskommt. Möglich ist aber alles.

Also Spannung mit dem Scope nachgemessen und nach positivem Befund den Logic-Analyzer angeschlossen:

ZD-939L Logic-Analyzer.png

Aus den Daten lässt sich folgende Zuordnung ableiten:

Pin J-EXT Pin µC Pin-Name Funktion
1 - - +5V
2 7 P3.1  ?
3 9 P3.3 Clock
4 10 P3.4 Data
5 - - GND

Ein "Datenpaket" dauert etwa 2,6 ms und wird alle 20 ms gesendet. Allem Anschein nach werden die Daten in 16-Bit-Gruppen geschickt, zumindest bleibt der Clock nach 16 Bits immer ein bisschen länger High. Die Daten habe ich nicht genauer untersucht, da für mich der Reiz einfach nicht da ist. Wer es versuchen will, kann sein Glück mit meiner Aufzeichnung versuchen:

Datei:ZD-939L J-EXT.zip

Die Daten wurden mit Saleae Logic 1.1.18 Beta erstellt. Wenn ich mich richtig erinnere, war die Temperatur auf 160 °C Soll eingestellt und eine Ist-Temperatur von 25 °C (weniger macht das Teil anscheinend nicht) angezeigt.

Nachtrag 19.04.2015

Manfred hat sich etwas mehr Arbeit gemacht und und der Station zusätzlich noch eine Status-LED und eine niedrigere Stufe für den Luftdurchsatz hinzugefügt.

Hier seine Beschreibung - vielen Dank dafür! Jetzt habe ich endlich mal meine Heißluftstation bearbeitet. Etwas ange****t bin ich ja, dass da tatsächlich direkt mit Netzspannung geheizt wird, hätte ich nicht erwartet. Eigentlich kann da ein passender Schalter rein und fertig - aber, um das ordentlich zu machen, müsste ich die Kiste zerlegen, wegen Feilspänen, da habe ich keine Lust zu.

Ich habe Deinen Vorschlag gegriffen und trenne die Steuerleitung. Gegen die Langeweile noch eine LED rein, weiße sieht man unter 1 mA schon leuchten. Im Gegensatz zur Beschreibung stehen da keine 5 V an der Steuerleitung, ich messe knapp 3,2 Volt. Wenn die leuchtet, ist also Abkühlphase!

Die Luftmenge ist mir zu hoch, auah, am Drehpoti liegt Netzspannung. Das Ding hat 470 kOhm, mal einen R in Reihe probieren, bis gut 650 k liefert meine Pumpe noch Luft. Da ist jetzt ein weiterer Schalter drin, der 220 k in Reihe legt - eigentlich wäre auch ein 1 Meg-Poti mit parallel 2 MOhm klug, wenn es denn im Vorrat gewesen wäre. Vielleicht sollte dieser Punkt im Wiki ergänzt werden?

Ich habe Kippschalter MTA-106 von Knitter eingesetzt, die können 250 Volt, haben aber keine VDE-Zertifizierung - von daher bin ich an der Stelle nicht ganz sauber.

[...]

Wie man sieht, sieht man an den Kippschaltern keine Mutter, Bastelei darf gerne auch anständig aussehen. Die Schalter haben Feingewinde, der Stahl vom Chinesengehäuse ist gut, also habe ich Gewinde geschnitten und von hinten gekontert.

Nachtrag 26.05.2015

Mittlerweile gibt es beim Ramschmax auch eine Version mit fertig eingebautem Kühlschalter.

Siehe auch

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