触摸屏版本的T12焊台

一、项目背景

因为焊一些板子的时候对静电和感应电比较敏感，所以 一直都想做一个使用电池的烙铁。正好前一阵子做其他东西的时候做了一个88*38盒子的1.9寸触摸屏面板，所以就利用这个条件撸了一个。

二、硬件组成

硬件层面主要由充电部分、主控部分、电池等构成。

1.充电部分

由IP2368构成，使烙铁可以通过具备快充功能的充电头供电。为了实现数据监控，采用了IP2368-I2C-COUT型号，可以监视各种充电参数。由于没有使用IP2368的TYPE-C输出功能，所以增加了一片LTC2944实现电池电量监测等功能。

IP2368充电部分参考了部分开源项目，主要是小煜哥哥的，项目地址：https://oshwhub.com/wzw666/ip2368

2.主控部分。

采用ESP32-S3加一片1.9寸的电容触摸屏构成。

（1）1.9寸触摸屏

ST7789V2主驱动+CTS816D触摸驱动。屏是好屏，就是这个尺寸略微尴尬，所以价格有点贵。

选择它的原因是可以安装在88*38的机壳面板上。

（2）主控芯片ESP32-S3

这个没什么说的，选择的是N16R8版本，也可以选择小容量版本节约成本。使用要注意一些引脚是不能使用的，比如USB HOST的引脚和内部FLASH、RAM占用的引脚。

（3）烙铁头部分

参考ESP32PicoD4的，项目地址：https://oshwhub.com/xpya/open-t12-zhu-que-t12，但是做了很多改动，包括烙铁头引脚的定义也做了调整。要注意的是，很多T12焊台项目的引脚定义都不一样，插入烙铁头之前仔细检查烙铁头的引脚和主控板的引脚是否一致，否则轻则没法使用，重则烧掉CPU！

3.电池部分

电池在某宝采购的成品的6串锂电池板，88*38机壳的。实物图：

本项目主控板也可以采用24V开关电源供电。只是机壳后面板就要选择交流插座的了。

4.面板部分

由于没有成品的88*38面板能够适配1.9寸触摸屏，所以只能自己用小型CNC撸了一个。

用的这种小床：

该说不说的，这种床撸铝合金不是不能撸，而是比较费劲。

由于这种床有部分是采用电木塑料和3D打印材料（图中黑色部分），导致刚度不够，进给快了跳刀很严重，所以进给率F调得非常低。

Z轴吃刀0.2情况下，F10勉强能干，效率太低了，一个晚上才干得出来一个液晶槽。批量生产还得找专业厂，这个只适合自己做小样。

建模使用的是MasterCAM建模生成G代码，SolidWorks仿真，没问题后使用雕刻软件在CNC小床上撸。

三、软件部分

软件采用arduino框架，VSCODE+Patform IO开发软件。Arduino原生那个IDE，代码多了那个编译速度，相当感人，不是一支烟的功夫，而是一顿饭吃完了回来，它还没编译完。。。

UI部分采用的是LVGL8，虽然LVGL9发布了，但是浅尝了一下移植，没有8那么容易，感觉还有BUG，放弃了，等它成熟后再说。

软件部分主要特点：

1.集成烙铁头温度校准功能：允许用户通过触摸屏UI将烙铁头热电偶的输出电压与实测温度按照15个电压点进行一一对应校准，可以让烙铁头温度非常精确。推荐采用高精度温度测量方法，比如FLUKE的热成像仪进行温度校准。

2.正常工作模式和校准模式均采用2分段PID进行控制：温升快速、回温快、温度准。同时2种模式的4组PID算法参数完全开放，可以直接在触摸屏UI上进行调节，直接观察PID温度控制效果。对于学习PID算法的同学可以直观感受调节效果。

3.搭载IP2368、LTC2944、INA226一共3路电量参数监控：可以直接查看USB、电池、烙铁头的各种工作电量参数。如果出于成本考虑，也可以直接舍弃掉LTC2944或者INA226，不影响主软件运行，只是监控功能少了。

4.多路烙铁头状态监控：使用NTC电阻、热电偶和干簧管多种监控手段监控烙铁头工作状态，检测烙铁头插入、拔出、手柄放置状态，实现节能等功能。

采用的主要算法：

1.卡尔曼滤波器。对热电偶输出电压进行滤波，达到输出平稳效果。

2.多项式拟合算法。（1）参考polyfit多项式拟合算法，对热电偶的输出电压与温度之间的关系进行3次多项式拟合。（2）参考polyfit多项式，对电池电压与电量之间关系进行1次和3次多项式分段拟合。

其中电量的算法比较复杂，大概是机器启动时采用拟合计算一次，正常工作过程中由于电池电压波动较大，不能再采用电压估算，而是采用LTC2944库仑计的方式进行电量计算。工作过程中同时也要不断按照电池的实际使用情况，采用容量校正算法进行电池容量校正。

四、实物展示

五、附件内容

附件1：前面板的CNC文件（masterCAM2023版本）
附件2：代码仓库https://gitee.com/fat0x/T12-Touch

六、注意事项

1.本项目为开源项目，仅限研究学习使用，并不适合用于任何商业目的，请遵守相关开源协议使用。若使用本项目内的任何电路图、PCB、源代码等于商业目的而带来的知识产权纠纷、产品安全问题与本项目上传者无关。

2.充电板与主控板之间通过I2C连接。充电板上有IP2368和LTC2944两颗芯片通过I2C总线与主控板通信。

（1）IP2368有多种型号，请参考该芯片手册。带I2C功能的型号与不带I2C功能的型号，除I2C总线部分的引脚外是兼容的，都可以用。如果采用不带I2C功能的型号，将不能读取充电参数。同时注意，充电板上I2C型号与非I2C型号外围I2C总线部分的元器件焊接区别。

（2）LTC2944用于锂电池电压、电流、功率、电量监控，部分功能与IP2368是重复的。

（3）整机可以不用锂电池，而采用24V开关电源配合使用。在此情况下，软件部分将没有IP2368和LTC2944的数据。但是主控板上有INA226监控主控板电量数据，以此作为烙铁头的工作条件参考。