DIY pec na pretavenie s Reflowduino: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Reflowduino je riadiaca doska kompatibilná s Arduino všetko v jednom, ktorú som osobne navrhol a vyrobil, a môže ľahko premeniť hriankovač na rúru na pretavenie DPS! Je vybavený všestranným mikroprocesorom ATmega32u4 s programovacím rozhraním micro USB, integrovaným termočlánkovým rozhraním typu MAX31855 K s filtráciou šumu, technológiou Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) pre jednoduchú komunikáciu s mobilným zariadením, nabíjaním batérie LiPo a indikáciou stavu, voliteľným pevným stavové relé a piezoelektrický bzučiak na prehrávanie vašich obľúbených tematických piesní. Ešte lepšie je, že som to všetko vydal ako úplne otvorený zdroj, ktorý si môže užiť každý, vrátane súborov EAGLE PCB, ukážkového kódu Arduino IDE, ukážkovej aplikácie pre Android na ovládanie Bluetooth a úplných návodov, ako upraviť hriankovač, aby sa spustilo varenie. '!

Ak by ste si chceli objednať Reflowduino alebo reléový modul Sidekick, navštívte moju webovú stránku!

Úplnú dokumentáciu, zdrojové súbory, schémy a komplexnejšie informácie o programe Reflowduino nájdete na oficiálnej stránke Github tu.

Teraz začnime!

Krok 1: Zhromaždite svoje súčiastky

Zoznam položiek

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + polovodičové relé (budem používať reléový modul Sidekick)
• Termočlánok typu K (súčasťou dodávky Reflowduino)
• Reflowduino zdroj energie: batéria LiPo, 5 V micro USB (z prenosného počítača alebo adaptéra) alebo oboje!
• Toustovač alebo ALEBO horúca doska (túto hriankovaču s výkonom 1100 W som použil, keď stála asi 20 dolárov)
• Skrutkovač (na demontáž hriankovača)
• Malý plochý skrutkovač (na skrutkové svorky)
• Smartfón alebo zariadenie s podporou Bluetooth. V súčasnosti je k dispozícii iba verzia aplikácie pre Android
• Voliteľné: prenosný počítač na zhromažďovanie údajov v grafe v reálnom čase prostredníctvom programu Excel! Aby to fungovalo, budete musieť Reflowduino pripojiť k prenosnému počítaču pomocou micro USB.

Nasledujúce položky sú potrebné iba vtedy, ak chcete veľa prispôsobiť svojej zostave reflow pecí (vo väčšine prípadov nie sú potrebné):

• Strihač káblov
• Spájkovačka a spájkovačka
• 14-18 AWG drôt (s lankom sa zaobchádza jednoduchšie)
• Tepelne zmrštiteľné trubice vhodnej veľkosti na izolačné vodiče. Záleží na vašom nastavení.
• Ochranné okuliare (zostaňte v bezpečí, zaoberáme sa tu sieťovým napätím!)
• Rukavice (plech hriankovačov môže byť ostrý a dá sa na ňom jazdiť so všade vystrčenými skrutkami!)

Vyhlásenie o bezpečnosti: Ak ste začiatočník v oblasti elektroniky alebo nemáte dostatočné skúsenosti s prácou so sieťovým napätím, navrhujem, aby ste sa s tým nepohli, poraďte sa s odborníkom alebo sa učte ďalej, kým nebudete dostatočne zruční. ! Nezodpovedám za žiadne nehody, ktoré sa môžu vyskytnúť v dôsledku nesprávneho použitia dosky plošných spojov Reflowduino alebo jej súvisiacich komponentov a elektrického systému (vrátane sieťového napájania, panelov vypínačov atď.). Podľa potreby urobte všetky bezpečnostné opatrenia. Okrem toho sa neodporúča používať ten istý spotrebič na opätovné tavenie PCB, ako na varenie potravín na konzumáciu. To môže mať za následok otravu jedlom, najmä ak na PCB používate olovnatú spájku. Ste plne zodpovední za svoje činy a robíte ich na vlastné riziko!

Ako sa hovorí, urobte si sami, priatelia … bavte sa a zostaňte v bezpečí!

Reflowduino a pomocník

POZNÁMKA: Teraz je k dispozícii aj prídavný modul s názvom „Reflowduino32“pre vývojovú dosku ESP32 na bezdrôtové ovládanie reflow pece. Úplnú dokumentáciu nájdete na stránke Reflowduino Github, ako aj tento návod na pretavovaciu pec ESP32!

V prvom rade existujú dve verzie Reflowduino: Basic a Pro a v závislosti od konkrétnej aplikácie si môžete vybrať jednu alebo druhú. Ďalej som vyrobil šikovný polovodičový reléový modul s názvom Solid-State Sidekick, ktorý za vás zvládne všetky sieťové káble a úplne eliminuje potrebu spájkovať čokoľvek. Jednoducho zapojte spotrebič priamo do Sidekicku a dvoch vstupných reléových vodičov z Reflowduino a máte všetko pripravené!

Nasleduje súhrn vašich dostupných možností:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + pomocný pevný disk
3. Reflowduino Basic + ďalšie polovodičové relé (vyberte si svoje vlastné)
4. Iná doska kompatibilná s Arduino + rozhranie termočlánku + termočlánok + modul Bluetooth + solid-state Sidekick (alebo iné relé) + „batoh“na batériu LiPo (voliteľné)

Prvá možnosť je s relé, ktoré je už namontované na palube Reflowduino. Toto je všestranná dobrá voľba na ovládanie akejkoľvek generickej hriankovača alebo horúcej platne, najmä ak chcete spájkovať drôty sami a ušetriť peniaze.

Druhá možnosť je zďaleka najľahšia (a najbezpečnejšia) a nevyžaduje žiadne spájkovanie alebo vyladenie spotrebiča, pokiaľ to naozaj nechcete, pretože reléový modul Sidekick má polovodičové relé a všetky potrebné opatrenia jednoducho k nemu pripojte veci zapojením. Áno, dobre ste ma počuli! To znamená, že môžete ovládať akúkoľvek hriankovač bez toho, aby ste ju museli otvárať!

Treťou možnosťou je, či by ste radšej vybrali vlastné polovodičové relé, možno s vyššou prúdovou kapacitou, alebo z iného dôvodu, ako je napríklad vlastná konfigurácia montáže (kto vie?).

Posledná možnosť je pre tých, ktorým už môže ležať veľa súčiastok a chcú niečo rýchlo zložiť bez toho, aby si kúpili niečo nové, čo je tiež úplne v poriadku! Arduino môžete používať spolu s niečím takým, ako je táto oddeľovacia doska s termočlánkom a samozrejme samotný termočlánok. Na používanie demo aplikácie budete potrebovať aj Bluetooth modul HM-10, pokiaľ nechcete vynechať bezdrôtovú komunikáciu a držať sa grafov dát v Exceli prostredníctvom počítača. Všimnite si toho, že v závislosti od toho, aké časti si vyberiete, budete musieť zmeniť demo kód tak, aby vyhovoval vašim potrebám.

Zdroje:

• Kliknite sem a získajte rýchle špecifikácie Reflowduino.
• Kliknutím sem zobrazíte popis pinov Reflowduino

Polovodičové relé

Ak používate Reflowduino Pro, môžete túto časť preskočiť, ale ak používate Reflowduino Basic, budete musieť buď získať Sidekick, alebo si vybrať vlastný reléový modul. Pri výbere vlastného skontrolujte nasledujúce body:

• Typ relé: musí byť polovodičový, nielen konvenčné kontaktné relé. MÔŽETE sa dostať preč s konvenčným relé pre našu konkrétnu aplikáciu (pretože budeme používať časovo proporcionálne riadenie, nie kontinuálne PWM), ale nie je to zaručené ani odporúčané. Tiež budete počuť „cvaknutie“relé pri každom zapnutí, čo môže byť nepríjemné.
• Optická izolácia: hľadajte takú, ktorá je kvôli bezpečnosti opticky izolovaná. To znamená, že si môžete byť istí, že vaše Arduino nebude odpojené od 120 V/240 V AC!
• Riadiace napätie: musí byť kompatibilné s 3,3 V alebo 5 V.
• Hodnotenie výkonu: musí zvládnuť množstvo prúdu, ktoré bude vaše zariadenie používať. pre akékoľvek zariadenie v USA (legálne používané) je 15A/120VAC všetko, čo kedy budete potrebovať, pretože ističe vypínajú pri 15A.

Opto-izolované polovodičové relé Reflowduino Pro má riadiace napätie 3-15 VDC a pri správnom konvekčnom chladení zvládne až 25 A/240 V AC. Za normálnych okolností zvládne 10A/240VAC alebo 20A/120VAC, čo bude dosť dobré pre všetky americké spotrebiče a malo by byť dostatočné pre väčšinu 240VAC spotrebičov.

Zdroje:

Špecifický list polovodičového relé Reflowduino PF240D25R

Rúra na pečenie alebo horúci tanier

Pri výbere hriankovača je dôležité zvoliť takú, ktorá má správnu veľkosť pre vašu aplikáciu, pretože menšia znamená vyššiu účinnosť, pokiaľ ide o zahrievanie! Fungovať však budú aj väčšie, stačí si pozrieť recenzie, či to nie je úplné svinstvo. Osobne som kúpil tento od spoločnosti Walmart za približne 21 dolárov vrátane dane, keď bol v predaji.

Je tiež dobré zaistiť, aby ste mali plochý kovový podnos, na ktorom bude PCB sedieť. Mnoho toastovačov (vrátane tej, ktorú som kúpil!) Je dodávaných s táckami, ktoré majú na sebe nerovnosti a vzory grilovania, a to rozhodne nie je ideálne na pretavenie DPS, pretože spôsobuje teplotné nerovnomernosti naprieč DPS. Mal som však šťastie, pretože odkvapkávací plech bol perfektný na to, čo som potreboval, a tak som vyhodil kovový gril a panvicu, s ktorými prišiel.

Pre varné platne je rovnako dôležité vybrať ten, ktorý má rovný povrch. Väčšina horúcich platní má zapustenú kruhovú oblasť v strede dosky, ktorá nie je žiaduca, preto sa snažte túto oblasť minimalizovať, aby ste mali čo najpoužiteľnejší priestor na umiestnenie PCB. Vyberte si tiež varnú platňu, ktorá má iba jeden gombík (regulácia teploty), pretože týmto spôsobom ju nebudete musieť ani otvárať, aby ste vyladili vedenie!

Viac informácií o tejto téme nájdete na wiki stránke Github.

Krok 2: Zapojte to

Teraz, keď máte diely, je čas to všetko prepojiť! Existuje mnoho spôsobov, ako odstrániť hriankovač z rúry, preto si ich vypočujte a prečítajte si predtým uvedené bezpečnostné prehlásenie!

Horúce platne

Pre každý spotrebič je hlavnou zásadou prepnutie živého vodiča napájacieho kábla umiestnením relé do série so živým vodičom a v prípade potreby obísť ovládacie gombíky spotrebiča. Pri varných platničkách jediným otočným gombíkom teploty dokonca nemusíte ladiť ani samotnú varnú platňu; môžete jednoducho otočiť gombíkom na HIGH (maximálne nastavenie) a môžete vyraziť! To zaisťuje, že horúca platňa bude napájaná (kontakt vo vnútri varnej platne bude zatvorený), keď je relé zapnuté.

Pri trvalej inštalácii môžete buď odstrihnúť napájací kábel a spojiť ho, alebo to môžete urobiť z kontaktov napájacieho kábla. Opäť vždy dbajte na správnu izoláciu všetkých spojov. Postupujte podľa všeobecnej schémy na prvom obrázku a mali by ste byť pripravení na pretavenie!

Upozorňujeme, že na testovanie som použil aligátorové svorky a ďalší napájací kábel (s aligátorovými sponami na koncoch). Toto sa neodporúča a malo by sa používať iba na dočasné testovanie. Pri trvalejších inštaláciách by ste mali všetko spájkovať a izolovať alebo použiť Sidekick na zapojenie všetkého.

Hriankovače

Hriankovače sa ovládajú pomocou úplne rovnakého konceptu ako varná doska, pretože ich môžete zvyčajne ovládať bez toho, aby ste sa dotkli vedenia, jednoduchým vyšvihnutím gombíka teploty, otočením nastavenia na „Pečenie“, aby boli zapnuté obe vyhrievacie vlákna, a vypnite časovač. V závislosti od hriankovača môžete mať aj funkciu „Zostať zapnutý“, aby ste sa nemuseli obávať, že sa vám vybije časovač!

Ak to však napriek tomu chcete rozobrať, vyladiť káble, aby ste obišli gombíky, a v mene vedy pridať vlastné ovládacie prvky, stále môžete! Našťastie, aj keď to chcete rozobrať, všeobecný princíp je stále veľmi jednoduchý: musíte odpojiť všetky gombíky, ktoré sú pripojené k živému vodiču, a pripojiť všetky vykurovacie vlákna k živému vodiču tak, aby sa správne zapli v plnej sile keď zapojíte napájací kábel do steny.

V tomto návode vám nenájdem čas, ale môžete vidieť, ako som vylepšil svoju hriankovač na svojej with Github.

Krok 3: Nastavenie softvéru

Teraz, keď máte nastavený všetok hardvér, poďme sa pozrieť na to, ako nastaviť softvér.

Nastavenie aplikácie

Pozrite si tieto pokyny, ako nainštalovať demo aplikáciu Reflowduino a ako z nej importovať uložené údaje do Excelu.

Krátke zhrnutie:

• Aplikácia je momentálne iba pre Android a je úplne open-source!
• Aplikácia zobrazuje teplotu v reálnom čase a po spustení procesu pretavenia ju graficky znázorní.
• Aplikácia tiež ukladá údaje po dokončení alebo prerušení procesu pretavenia a údaje je možné importovať do Excelu na analýzu!

Nastavenie IDE Arduino

Pozrite si tieto pokyny na nastavenie Arduino IDE a inštaláciu potrebných knižníc.

Krátke zhrnutie:

• Vložte kód „Reflowduino_Demo“, v časti Nástroje -> Dosky v Arduino IDE zvoľte „Adafruit Feather 32u4“.
• Zostavte ho a uistite sa, že máte všetky knižnice nainštalované správne.
• Nahrajte kód do Reflowduino a majte na pamäti, že ak Arduino IDE začne hľadať port, možno budete musieť stlačiť tlačidlo reset na Reflowduino.

Reflowduino Demo

Pozrite si tieto pokyny, ako používať demo kód Reflowduino.

Krátke zhrnutie:

• Ukážka Reflowduino Demo umožňuje vášmu Reflowduino spolupracovať s demo aplikáciou prostredníctvom Bluetooth.
• Reflowduino sníma teplotu z termočlánku a každé 2 s odosiela údaje do aplikácie cez Bluetooth.
• Reflowduino používa časovo proporcionálne riadenie PID na ovládanie polovodičového relé počas procesu pretavenia.
• V prípade samostatnej prevádzky komentujte riadok s textom „while (! Serial) delay (1);“ktorý pred spustením aktuálneho kódu čaká na nadviazanie sériového pripojenia.
• Reflowduino môžete nechať fungovať ako klávesnicu nastavením premennej „enableKeyboard“na hodnotu true v hornej časti náčrtu na použitie s týmto demo súborom programu Excel. Vďaka tomu bude Reflowduino „písať“údaje do Excelu v reálnom čase, keď je pripojené cez USB. Len sa uistite, že keď spustíte proces pretavenia, váš kurzor je v prvej dostupnej bunke (A2) v programe Excel!

Ukážkové videá

• Toto video ukazuje, ako údaje vkladá do programu Excel Reflowduino.
• Toto video ukazuje všeobecnú činnosť aplikácie a nastavenie hardvéru s hriankovačom.
• Toto video ukazuje, čo sa stane na konci procesu pretavenia.

Zdroje

• Na serveri Github môžete vždy nájsť najnovší kód Arduino a ukážkový súbor programu Excel na zadávanie údajov v reálnom čase
• Najnovšie súbory aplikácií pre Android nájdete aj na Github

Krok 4: Výsledky a závery

Výsledky

Prikladáme niekoľko detailných záberov na dosku, ktorú som pretavil pomocou Reflowduino, a niektorú nízkoteplotnú spájkovaciu pastu s teplotou pretavenia nastavenou na 155 ° C (zdá sa, že táto konkrétna spájkovacia pasta sa pretavuje pri nižšej teplote, ako je odporúčaných 165 ° C, a Pozoroval som, že pohyb pretavenia sa začal objavovať skôr pri približne 125 ° C než pri inzerovanej „teplote topenia“138 ° C). Spájkovacie spoje boli perfektné a nič lepšie som si nemohol priať!

Výroba vlastných dosiek

Dizajn DPS: Na navrhovanie DPS osobne používam Autodesk EAGLE, bezplatný, ale výkonný nástroj, ktorý vám umožní rýchlo vytvoriť kvalitné DPS! Má tiež niekoľko skutočne skvelých funkcií, ako je synchronizácia 3D modelov vašej dosky plošných spojov s a z Fusion 360.

Prototypy DPS: Pre rýchle a dostupné prototypy som zistil, že OSH Park ponúka najlepšiu kvalitu. Používajú bezolovnatý proces nazývaný ENIG, ktorý kontakty v skutočnosti pozlátuje, takže budú veľmi dlho vyzerať skvele!

Zostava DPS: Na zostavenie dosiek použite svoje Reflowduino!

Závery

Celkovo je Reflowduino dokonalým hardvérom na ovládanie akejkoľvek hriankovača alebo horúcej platne! S Reflowduino Pro si môžete vyrobiť plne funkčnú reflow rúru so všetkými zvončekmi a píšťalkami za niečo viac ako 100 dolárov (s hriankovačom 20 dolárov). Tu si môžete pozrieť ďalšie technické poznámky.

Ak sa vám tento projekt páčil, napíšte komentár nižšie a neváhajte klásť otázky, poskytovať návrhy alebo poskytovať konštruktívnu spätnú väzbu! Ak by ste chceli vidieť niečo vyrobené, najskôr si pozrite zoznam úloh, kde nájdete vylepšenia, o ktorých sa už uvažuje. Aktuálne sa chystám dať dohromady veci a začať kampaň na Indiegogo, prosím, šírte nám to ďalej!

Ešte raz ďakujem za všetku podporu a bez všetkých tých, ktorí sa o to podelili, by som to nedokázal!

• Ak sa vám tento projekt páčil, zdieľajte, pridajte srdiečko a hlasujte za Reflowduino!
• Ak replikujete tento projekt, podeľte sa o svoje výsledky a tipy, ktoré môžu byť pre ostatných užitočné!
• Tiež by vás mohlo zaujímať tento nadväzujúci návod, ktorý som urobil o použití ESP32 a nového doplnkového modulu Reflowduino32!
• Ak máte akékoľvek otázky, pripomienky alebo obavy, neváhajte sa ich opýtať alebo ich zdieľať!

~ Tim