Contrôleur fer à souder Hakko 907 v2 : Projet Arduino DIY

Composants nécessaires

Composant	Quantité	Notes
Manche Hakko 907 (thermocouple ou thermistance)	1	Vérifier type capteur avant câblage
Prise aviation 5 broches (GX16-5 ou GX12-5)	1	Remplace la prise d'origine
Convertisseur DC-DC (buck) 24V → 5V	1	Alimente l'Arduino
Arduino Nano R3	1
Écran LCD 8x2 (ou 16x2 via sketch alternatif)	1	Affichage 2 lignes
Ampli-op MCP602 (rail-to-rail)	1	Précision lecture capteur
MOSFET IRFZ44N	1	Commande puissance résistance
Diode récupération rapide FR107	1	Protection MOSFET (freinage)
Transistors NPN + PNP (driver MOSFET)	1+1	Ex: 2N2222 / 2N2907 - commande rapide grille
Encodeur rotatif + bouton	1	Réglage + navigation menus
Condensateur 1000 µF 35V	1	Découplage entrée 24V (démarrage résistance froide)
Condensateurs 100 nF, résistances (1k, 10k, 100k, 330, 470, 39, 33k...)	Selon BOM	Voir liste détaillée
Potentiomètres multi-tours : 10k (offset) + 500k (gain)	1+1	Réglage ampli-op
Buzzer	1	Signaux sonores

Caractéristiques principales

• Compatible manches Hakko 907 à thermocouple OU thermistance (sélection par jumpers JP1/JP2)
• Régulation PID : montée ~30s, maintien ±1-2°C même en usage intensif
• PWM haute fréquence (31,25 kHz) via Timer1 → fonctionnement silencieux (vs 490 Hz standard)
• Encodeur accéléré : lent = ±1°C, rapide = ±5°C
• Mémorisation EEPROM : consigne, unités (°C/°F), calibration, timeout auto-off
• Calibration 3 points (200, 300, 400°C) automatisée par PID
• Mode « Puissance fixe » : contrôle manuel % puissance (dépannage, préchauffage)
• Mode « Tune » : aide au réglage initial gain ampli-op (cible ADC ~900 à 400°C)
• Arrêt automatique : détection inactivité par analyse puissance fournie (dispersion minimisée)

Interface utilisateur (6 modes)

Veille (Standby)

Fer éteint. Affiche : consigne (gauche haut), « OFF » (droite haut), T° réelle (gauche bas). « no iron » si manche absent, « cold » si refroidi.

Régulation (Main Mode)

Appui court encodeur → démarrage. Affiche : consigne, « ON »/« rdy », T° réelle, % puissance. Rotation = nouvelle consigne. Appui court = retour veille.

Mode Puissance (Power Mode)

Appui long en régulation. Affiche : puissance interne, T° réelle. Rotation = % puissance. Appui court = ON/OFF puissance. Appui long = retour régulation.

Setup (Configuration)

Appui long en veille. Menu 7 items : timeout auto-off (min), unités (°C/°F), calibrage, tune, save, cancel, reset defaults. Rotation = navigation, appui court = édition, appui long = retour + save.

Calibration (Calibrate)

Depuis Setup. Choix point (200/300/400°C) → chauffe PID → bip → lecture thermomètre externe → encodeur = valeur réelle → save. Répétable par point.

Tune (Réglage initial)

Depuis Setup. Chauffe à 400°C (thermomètre externe), encodeur = puissance, potentiomètre 500k → ADC ~900-950. Appui long = valider.

Chaîne de mesure température

Ampli-op rail-to-rail (MCP602) essentiel : utilise toute la plage ADC 0-1023 pour résolution maximale.

Étage de puissance : MOSFET + Driver bipolaire

Le MOSFET IRFZ44N a une capacité de grille importante. Pour commuter à 31 kHz :

• Driver « totem-pole » : transistor NPN (tirage haut) + PNP (tirage bas)
• Diode Zener 15V (D2) : limite Vgs max du MOSFET
• Diode FR107 (D1) : récupération rapide, écarte le courant de la résistance quand MOSFET bloqué
• Condensateur 1000 µF à l'entrée 24V : absorbe le pic d'appel résistance froide (R~2-3Ω)

Algorithme PID (extrait)

// PID itératif (coefficients v2020 : Kp=50, Ki=16, Kd=50, dénominateur 2^11)
long reqPower(int temp_set, int temp_curr) {
  if (first_call) {
    i_summ += temp_set - temp_curr;
    power = Kp*(temp_set - temp_curr) + Ki*i_summ;
    if (temp_set - temp_curr < 30) { // Proche consigne → mode itératif
      pid_iterate = true; power = 0; i_summ = 0;
    }
  } else {
    long kp = Kp * (temp_h1 - temp_curr);
    long ki = Ki * (temp_set - temp_curr);
    long kd = Kd * (temp_h0 + temp_curr - 2*temp_h1);
    power += kp + ki + kd; // power maintenu ×2048
  }
  temp_h0 = temp_h1; temp_h1 = temp_curr;
  return (power + 1024) >> 11; // Arrondi / 2048
}

Code source complet

Disponible sur GitHub : sfrwmaker/soldering_907_lcd

Deux versions :

• soldering_907_lcd.ino : pour LCD 8x2 (original)
• soldering_907_lcd1602.ino : pour LCD 16x2 (plus courant)

Schéma électrique (Eagle)

Fichier complete_9vLI2a96Rv.sch incluant :

• Entrée 24V DC (jack) → 1000µF → DC-DC 5V → Arduino
• Chaîne mesure (thermocouple/thermistance) → MCP602 → A0
• Driver MOSFET (NPN/PNP) → IRFZ44N → Résistance fer
• Interface : LCD (4/8 bits), encodeur, buzzer, jumpers JP1/JP2

Évolutions historiques (extraits)

• 2017-07-31 : Nouveaux schémas hardware (driver MOSFET, alim)
• 2017-08-01 : Correction bug sketch, ajout version LCD1602
• 2018-02-18 : Procédure calibration mise à jour
• 2019-04-03 : Schémas et description mis à jour

Conseils de construction

1. Câblage manche : Remplacez la prise d'origine par une aviation GX16-5 (robuste, polarisée). Repérez les fils : chauffage (2 gros), capteur (2 fins), commun (1).
2. Testez l'ampli-op AVANT de souder le MOSFET : vérifiez 0-5V sur A0 pour 0-400°C.
3. Chargez les défauts (Setup → Reset Config → Save) au premier démarrage ou après mise à jour firmware.
4. Thermomètre externe obligatoire pour calibration (sonde K sur pointe fer).
5. Boîtier : prévoyez dissipation MOSFET (radiateur si >50W continu).

Projets dérivés / Alternatives

• ManojBR : Version avec PCB Eagle, écran I2C, encodeur, manche air chaud (station retouche SMD) — GitHub
• Soldering Iron Controller v3 (sfrwmaker) : Supporte T12, JBC, Hakko, avec OLED, PID avancé, détection mouvement — GitHub
• Contrôleurs commerciaux DIY : KSGER T12, Miniware TS100/TS80 (intégrés manche)