Hack 858D SMD teplovzdušnej stanice na spätný tok vzduchu: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Mám malé elektronické laboratórium, kde opravujem pokazenú elektroniku a robím malé hobby projekty. Pretože je tam stále viac a viac vecí SMD, bolo načase zaobstarať si správnu pretavovaciu stanicu SMD. Trochu som sa poobzeral a zistil, že 858D je za svoju cenu veľmi dobrou stanicou. Tiež som našiel open source projekt spustený spoločnosťou madworm (spitzenpfeil) v roku 2013, ktorý nahradil pôvodný regulátor teploty 858D za ATmega micro. Pretože neexistuje úplný sprievodca, rozhodol som sa napísať jeden. Existujú 4 rôzne varianty s rôznymi mikroskopmi modelu 858D, ktoré sa predávajú pod desiatkami rôznych značiek. Aktuálny model (apríl 2017) má ovládač MK1841D3 a ja ho používam. Ak máte iný integrovaný obvod, pozrite sa na pôvodné vlákno na EEVblog.com. Materiály: 1x - Rework Station 858D (samozrejme), môj som dostal od Amazonu za približne 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 na PCB ATMega (od manianac, takže všetky kredity pre neho!), OSH Park, je dodávaný v balení po 3 kusoch, ale potrebujete iba jeden1x - ATMega328P VQFN Package1x - LM358 alebo ekvivalentný DFN8 Package2x - 10KΩ rezistor 0805 Package2x - 1KΩ rezistor 0805 Package3x - 390Ω rezistor 0805 Package1x - 100kΩ odpor 0805 Package1x - 1MΩ odpor 0805 Package1x - 1Ω rezistor 1206 Package5x - 100nF kondenzátor 0603 Package4x - 1 µF kondenzátor 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED Farba podľa výberu 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programming) 1x IC socket adapter 20Pin

1x BC547B alebo ekvivalentný tranzistor

1x 10KΩ 0,25W drôtový odpor

nejaký drôt Voliteľné: 1x bzučiak2x ďalšie chladiče1x zásuvka IC HQ 20 pinov1x C14 Zásuvka Malé neodymové magnety Arduino „hacknutá“nálepka Nástroje: 858D Prepracovávacia stanica (nerobím si srandu) Bežná spájkovačka / stanica alebo ekvivalent) Voliteľné: podložka ESD a remienok na zápästie

Krok 1: Zostavte DPS

Ak pracujete na zariadeniach citlivých na elektrostatický náboj, vždy musíte uviesť seba a svoj obvod do rovnakého elektrického potenciálu, aby nedošlo k jeho poškodeniu. Predtým, ako sa začnete zúčastňovať časti stanice, musíte zostaviť DPS. Začnite nanesením spájkovacej pasty (alebo bežnej spájky) na podložky na hornú stranu dosky plošných spojov a položte na miesto všetky súčiastky SMD, skladový plán pre stranu 1:

Balíček R4 = 1MΩ 0805

R7 = 1kΩ 0805 balík

R8 = 1kΩ 0805 balík

R9 = 10kΩ 0805 balík

C1 = Balíček 0603 100nF

C6 = balík 0603 100nF

C7 = balík 0603 100nF

C8 = balík 0603 100nF

Balíček C9 = 1 µF 1206

Balíček VR1 = 10KΩ 3364

Balíček VR2 = 10KΩ 3364

D1 = Balíček LED 0608

U2 = Balíček Atmega VQFN

Znovu skontrolujte polaritu všetkých komponentov a dosku s plošnými spojmi znova pretavte. Upozorňujeme, že na mojich obrázkoch je dióda LED v zlom smere! Opakujte na druhej strane, skladový plán:

R1 = 10KΩ 0805 balenie

R2 = 390Ω 0805 balík

R3 = 390Ω 0805 balík

R5 = Balíček 0805 100KΩ

R6 = 390Ω 0805 balík

Balíček C2 = 1 µF 1206

C3 = Balíček 100nF 0603

Balíček C4 = 1 µF 1206

Balenie C5 = 1 µF 1206

U1 = Balíček LM358 DFN8

Po vyčistení zvyškov tavidla spájkujte hlavičku ISP a adaptér zásuvky IC a vytvorte spájkovací mostík medzi stredom a podložkou označenou „GND“.

Krok 2: Testovanie a programovanie

Ďalším krokom je testovanie skratiek na DPS. Najbezpečnejší spôsob, ako to dosiahnuť, je napájať obvod laboratórnym zdrojom a nastaviť prúdový limit na niekoľko mA. Ak to prejde bez skratov, je čas na naprogramovanie mikro. Vytvoril som svoju jednu verziu založenú na 1.47 od raihei, ktorú si môžete stiahnuť z mojej stránky GitHub. Je založená na najnovšej „oficiálnej“zostave madworm, ktorá je k dispozícii aj na GitHub. Vo vnútri stiahnutého súboru. ZIP je súbor.ino a.h, ktorý je možné otvoriť a skompilovať pomocou programu ArduinoIDE alebo AtmelStudio (a VisualMicro Plugin), a tiež predkompilovaných súborov. Hex, ktoré je možné nahrať priamo do súboru micro. Vďaka tomu je možné iba kompilovať a nie nahrávať priamo z ArduinoIDE im pomocou AtmelStudio. Ak chcete používať ArduinoIDE, ukážem vám, ako ho použiť neskôr. Ale nezávisle od toho, čo používate, musíte niektoré hodnoty upraviť. Prvé dve sú v súbore.h. Dva riadky

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Treba to komentovať a namiesto toho uviesť riadky

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Musia byť komentované v (alebo hodnoty musia byť zmenené). Na druhom mieste sú dva chválené riadky CPARAM, ktoré je potrebné skopírovať a nahradiť dva riadky CPARAM do súboru.ino. To NEDOVoľuje režim štandardného snímania prúdu, pretože používa pin A2 nainštalovaný na A5, ktorý je na tejto doske zle prepojený! Posledná zmena je TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT v súbore.h, ktorý nastavuje multiplikátor teploty. Táto hodnota závisí od typu stanice. Na 230V modeli by to malo byť okolo 21, na 115V modeli okolo 23-24. Ak sa zobrazená teplota nezhoduje s nameranou, je potrebné túto hodnotu upraviť. Môžu byť tiež neskôr odoslané priamo na stanicu ako hodnoty rýchlosti ventilátora. Po zmene týchto hodnôt je čas na kompiláciu kódu.

AtmelStudio: Na AtmelStudio si môžete jednoducho vybrať AtMega328 ako mikro, kliknite na tlačidlo Kompilovať a nahrať a malo by to stačiť. V mojom prípade sa to nejako nenačítalo, takže som musel hex súbor ručne flashovať.

ArduinoIDE: Na ArduinoIDE je kompilácia trochu odlišná ako obvykle. Namiesto toho, aby ste jednoducho stlačili tlačidlo Odovzdať, musíte prejsť na kartu Náčrt a kliknúť na položku Exportovať kompilované binárne súbory. Po prechode do priečinka projektu nájdete dva hexadecimálne súbory. Jeden s bootloaderom a druhý bez bootloadera. Chceme ten, ktorý nemá bootloader. Môžete ho flashovať pomocou AtmelStudio, AVRdude alebo iného kompatibilného softvéru.

Na oboch: Po blikaní súboru musíte nastaviť poistky. Musíte im dať šancu 0xDF HIGH, 0xE2 LOW a 0xFD EXTENDET. Keď sú poistky spálené, môžete odpojiť programátor a dosku plošných spojov.

Krok 3: Demontáž

Na skutočný Hack. Začnite odskrutkovaním štyroch skrutiek na prednej strane a predný kryt sa odmontuje. Interiér stanice by mal vyzerať veľmi podobne ako ten môj. Po odpojení všetkých vodičov, odskrutkovaním dvoch skrutiek na doske plošných spojov a ovládača AIR na prednej strane skončíte s prázdnou doskou s plošnými spojmi. V strede dosky plošných spojov je hlavný integrovaný obvod radiča MK1841D3 v balení DIP20. Je to ten, ktorý sa chystá nahradiť v tomto režime. Vzhľadom k tomu, že je zásuvka, môžete ju nahradiť novou doskou, ale pôvodná zásuvka nepasovala veľmi dobre na adaptér zásuvky DIP20, takže som ju vymenil. Na doske plošných spojov sú ďalšie dva DIP8 IC, ten vedľa MK1841D3 je 2 MB sériovej EEPROM. Aby tento režim fungoval, musí byť tiež odstránený. Ten druhý je len nejaký OPAmp, ktorý musí zostať. Len zo zvedavosti som vložil EEPROM do svojho univerzálneho programátora a prečítal som ho. Výsledkom je takmer prázdny binárny súbor s „01 70“na adrese 11 a 12. Pravdepodobne posledná nastavená teplota. (Bohužiaľ si nepamätám, aká bola naposledy nastavená teplota, ale určite nie 170 ° C, možno 368 ° C?) Dávajte pozor, aby ste podložky nezdvihli, pretože meď nelepí veľmi dobre na DPS.

Krok 4: Opätovné zostavenie

Po úspešnej výmene zásuvky IC a odstránení pamäte EEPROM musíte vykonať ešte jednu úpravu a zapojiť skratovací odpor pre prúd ventilátora. V ľavom hornom rohu spájkovacej strany dosky plošných spojov je jedna stopa, ktorú je potrebné upraviť. Ide medzi C7 a záporný kolík z konektora ventilátora. Po prerezaní stopy, zoškrabaní spájkovacej masky a spájkovaní na odpor 1Ω musíte spájkovať drôt na záporný kolík ventilátora a druhú stranu na spájkovaciu podložku označenú „FAN“na doske plošných spojov CPU. Ďalším voliteľným krokom je pridanie bzučiaka. Aby ste ho namontovali na dosku plošných spojov, musíte trochu ohnúť vodiče bzučiaka a spájkovať ho s konektorom PC4. Pripojte všetky vodiče späť a pokračujte ďalším krokom.

Krok 5: Kalibrácia senzora ventilátora

Teraz je na čase prvýkrát zapnúť nový ovládač a kalibrovať snímač ventilátora. Nebezpečenstvo, musíte pracovať na doske plošného spoja napájanej zo siete! Najbezpečnejší spôsob, ako to dosiahnuť, je napájať stanicu cez izolačný transformátor. Ak ho nemáte, môžete tiež odpojiť horúcu časť riadiaceho transformátora od hlavnej dosky plošných spojov a zapojiť ju priamo do elektrickej siete, aby sa sieť nedostala do blízkosti dosky plošných spojov. Pokračujte v spájkovaní testovacieho vodiča na kladný kolík diódy LED a pripojte ho k osciloskopu. Zapnite stanicu podržaním tlačidla HORE a stanica sa spustí v režime FAN TEST. Zapne ventilátor a na displeji zobrazí nespracovanú hodnotu ADC. Otočte gombíkom ventilátora na minimum a upravte trimer Vref, kým nebudete mať na obrazovke osciloskopu pekné aktuálne impulzy. Otočte potenciometer FAN na maximum a overte, či sa vlnová dĺžka, ale nie priebeh vlny mení. Ak sa priebeh vlny zmení, upravte trimer Vref, kým nebudete mať rovnaké impulzy pri min. A pri max. Ak bolo úspešne otočenie stanice a presuňte testovací kábel z kladného LED kolíka do ľavého kolíka potenciometra Gain. Znova spustite režim testovania ventilátora a zmerajte napätie na testovacom kábli. Upravte zosilňovač zisku, kým nedosiahnete približne 2, 2 V v polohe MAX. Teraz sa pozrite na displej. Hodnota by mala byť okolo 900. Teraz nainštalujte všetky svoje dýzy jednu po druhej do násadca a poznačte si najvyššiu hodnotu na displej. Otočte VENTILÁTOR na minimum a mali by ste získať hodnotu okolo 200. Opäť vyskúšajte všetky svoje dýzy a všimnite si najmenšiu hodnotu. Vypnite stanicu a znova ju zapnite, tentoraz podržte obe tlačidlá. Stanica sa spustí do režimu nastavenia. Stlačením nahor a nadol môžete hodnotu zvýšiť/znížiť, stlačením oboch prepnete na ďalší bod ponuky. Prejdite na bod „FSL“(nízka rýchlosť ventilátora) a nastavte ho na najnižšiu nameranú hodnotu ADC (ja som ho nastavil na 150). Ďalším bodom je „FSH“(vysoká rýchlosť ventilátora). Nastavte ten na najvyššiu nameranú hodnotu ADC (ja som ho nastavil na 950).

Na pozadí: Na stanici nie je k dispozícii spätná väzba o rýchlosti ventilátora, takže ak je VENTILÁTOR zablokovaný alebo dôjde k prerušeniu kábla, regulátor nerozpozná poruchu ventilátora a ohrievač môže zhorieť. Pretože ventilátor nemá žiadny tacho výstup, najlepší spôsob, ako zmerať rýchlosť ventilátora, je pridať bočníkový odpor a zmerať frekvenciu prúdových impulzov. Pomocou OPAmp a vysoko a dolnopriepustného filtra sa prevádza na napätie, ktoré je privádzané do mikrokontroléra. Ak hodnota klesne pod alebo nad nastavenú minimálnu/maximálnu úroveň, stanica nezapne ohrievač a nevydá chybu.

Pretože pri mojom teste sa 5V regulátor a tranzistor ventilátora poriadne zahriali, rozhodol som sa nainštalovať na obidva malé chladiče. Vypnite stanicu a znova namontujte predný panel.

Krok 6: Aktualizácia: Maximálna rýchlosť ventilátora MOD

Stanicu používam už asi rok a vždy som bol s ňou veľmi spokojný. Mal som len jeden problém: Stanica potrebuje dosť dlho na vychladnutie, najmä ak spájkujete veľmi malé súčiastky pomocou malej dýzy a nízkeho prietoku vzduchu. Trochu som sa teda pohral a našiel som spôsob, ako pomocou softvéru prepnúť rýchlosť ventilátora. Tento režim používa tranzistor na skratovanie potenciometra rýchlosti ventilátora. Najlepším spôsobom, ako vykonať tento hack, je spájkovať 10K odpor na kolík základne, pridať drôt a zakryť všetky zvody pomocou zmršťovacej trubice. Ďalej kolíky trochu skráťte a spájkujte ich cez otvor k existujúcim komponentom. Aby ste tranzistor chránili pred pohybom, prilepte ho horúcim lepidlom. Posledným je pripojenie základne tranzistora k pinu MOSI ATmega. Prispôsobil som softvér tak, aby prepínal tento kolík, keď sa násadec vloží do kolísky, kým sa nástroj nevychladí. Test ventilátora používa tento režim aj na získanie stabilnej referencie. Softvér je založený na verzii RaiHei V1.47 a je dostupný na stránke My GitHub

Krok 7: Voliteľné: Zapojte a vylepšite uzemnenie kanála

Na zadný panel. V mojom prípade mala stanica skrátený napájací kábel, ktorý jednoducho vychádzal zo zadného panela. Pretože sa mi nepáčilo, rozhodol som sa to nahradiť zástrčkou C14. Ak ho chcete tiež vymeniť, začnite odstránením odskrutkovania zadného panelu. Modrý drôt je spojený s ďalším drôtom krátkym kusom zmršťovacej trubice. Na uzemňovacom kolíku je káblové oko, ktoré je spájkované a nie je zvlnené tak, ako by malo, takže ak vodič nevymeníte, aspoň ho prerobte pomocou krimpovacích očiek. Po odstránení drôtu a odskrutkovaní držiaka poistky urobte otvor pre novú zástrčku. Na frézovanie otvoru som použil svoju frézu, ale ak ešte nemáte, môžete ho vyrezať pomocou skladačky. Znova nainštalujte a zapojte držiak poistky a zástrčku. Uzemňovací vodič vychádzajúci z násadca má tiež spájkované očko, takže ho musíte prerobiť. Použil som ploché káblové oká a skrutkové adaptéry, aby bolo v prípade potreby jednoduchšie odstrániť predný panel. Vzhľadom na to, že okolo montážnych otvorov uzemnenia / transformátora je farba, robia celkom zlé spojenie s puzdrom. Najlepším spôsobom, ako to opraviť, je odstránenie farby okolo otvorov pomocou brúsneho papiera. Po inštalácii zadného panela zmerajte odpor medzi puzdrom a kolíkom GND konektora C14. Malo by byť blízko 0Ω.

Krok 8: Voliteľné: Vylepšite násadec

K ručnému dielu. Keď som to zobral, videl som dve veci, ktoré sa mi nepáčili. Po prvé: Spojenie medzi kovovým plášťom ohrievacieho prvku a uzemňovacím káblom je veľmi zlé. Drôt je len omotaný okolo bodu kovovej tyče privareného k kovovému plášťu. Skúsil som to spájkovať dohromady, ale bohužiaľ tyč je vyrobená z akéhosi nepájkovateľného kovu, takže som ju namiesto toho zalisoval. Za druhé: Na vývode drôtu nie je žiadne odľahčenie ťahu, a tak som navliekol káblový zväzok a veľmi dobre ho dotiahol. Toto riešenie rozhodne nie je najlepšie, ale je prinajmenšom lepšie ako žiadne odľahčenie napätia. Namontujte späť ručnú súčiastku.

Krok 9: Voliteľné: Vylepšite kolísku

Vnútri kolísky sú dva malé neodymové magnety, ktoré slúžia na zistenie, či je držiak vo vnútri kolísky. Na mojej stanici som mal nejaké problémy, pretože nerozpoznal nástroj v kolíske v každej pozícii nástroja. Pridal som niekoľko ďalších magnetov do kolísky pomocou horúceho lepidla a problémy boli preč. Tiež som 3D vytlačil držiak trysiek od Sp0nge, ktorý je k dispozícii na Thingiverse, a zaskrutkoval ho do kolísky. Skrutky sú trochu krátke, ale ak ich príliš neutiahnete, urobia svoje.

Krok 10: Dokončenie

Zostáva posledný krok. Na stanicu nalepte nálepku Arduino „Hacked“a použite ju.

Vlastnosti nového ovládača sú:

Presnejšia regulácia teploty

Stanica sa nezačne zahrievať, ak počas napájania nie je v kolíske držiak

K dispozícii je softvérová kalibrácia teploty (dlhým stlačením oboch tlačidiel)

Režim studeného vzduchu (Krátkym stlačením oboch tlačidiel)

Bzučiak

Režim rýchleho ochladenia

Plne OpenSource (Môžete teda veľmi ľahko inzerovať/upravovať/odstraňovať funkcie)

Detekcia poruchy ventilátora

Režim spánku (prednastavený na 10 minút, upraviteľný pomocou parametra SLP)

Referencie:

Oficiálne vlákno EEVBlog

Blog madworm (spitzenpfeil)

Stránka GitHub madworm (spitzenpfeil)

Blog spoločnosti Poorman's Electronic

Držiak trysky Sp0nge

Technický list MK1841