Reflow lodēšanas sildvirsma: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Nelielu SMD komponentu lodēšana var būt diezgan sarežģīta, taču procesu var arī automatizēt. To var izdarīt, uzklājot lodēšanas pastu un cepot to (pārplūdes) krāsnī vai uz plīts (piemēram, virtuves plīts). Tīmeklī esmu redzējis daudzas DIY reflow krāsnis; manuprāt, tiem ir viens liels mīnuss: tie aizņem daudz vietas. Tāpēc es nolēmu tā vietā izveidot sildvirsmu.

Sildriņķis ir pilnībā programmējams, lai varētu pievienot jebkuru atkārtotas plūsmas profilu. Pēc tam atkārtotas plūsmas process ir pilnībā automatizēts. Sāksim celtniecību!

1. darbība: detaļas un rīki

Daļas

• Karstā plāksne, es dabūju savu no vecās wok
• Cietvielu relejs (SSR)
• Strāvas vads
• USB barošanas spraudnis (ASV spraudnis)
• LCD
• Prototipēšanas dēlis
• Arduino nano
• Sieviešu galvenes
• K tipa termopāri + MAX 6675 pastiprinātājs
• Uzspied pogu
• USB līdz mini USB kabelis

Rīki

• Skavas
• Koka līme
• Lāzera griezējs
• Urbis
• Lodāmurs

2. darbība. Lieta

Šajā gadījumā mums ir divas iespējas atkarībā no jūsu sildvirsmas. Pirmā iespēja ir pārveidot esošo korpusu, tas ir dzīvotspējīgi, ja tas ir pietiekami liels, lai ietilptu SSR, LCD utt. Tomēr manā gadījumā nebija pietiekami daudz vietas, tāpēc man bija jāizstrādā jauns.

Korpuss ir izgatavots no lazergriezta MDF. Dzīvās eņģes dēļ šo dizainu var izgatavot tikai uz lāzergriešanas: nelielas šķēlumi MDF padara to spējīgu saliekties. Gabalus var salīmēt kopā kā mīklu, vienkārši izmantojiet pietiekami daudz skavu. Pievienojiet sildvirsmu un nostipriniet to vietā (mana ir nostiprināta ar skrūvēm apakšā).

Ir jāizurbj daži papildu caurumi: viens barošanas vadam, viens pogai un divi LCD. Tādā veidā jebkuru pogu, lcd,… kas atrodas apkārt, var pielāgot. Pēc tam LCD kopā ar pogu var pieskrūvēt vietā.

Termopāram jābūt stingri piespiestam pie sildvirsmas. Izurbiet caurumu un izvadiet termopāri. Tālāk to vajadzētu nospiest pret MDF. Es izmantoju nelielu skārda sloksni, bet jūs varat arī izmantot lenti vai rāvējslēdzēju (urbt 2 caurumus blakus termopāra caurumam un pabarot rāvējslēdzēju).

Kas jāzina: jums varētu rasties jautājums, vai MDF lietošana kopā ar 250 ° C vārīšanas plāksni ir laba ideja. Kopumā tā nav, bet es esmu izveidojis lietu tā, ka tas nerada briesmas.

MDF detaļas pieskaras tikai sildvirsmas pēdām, kas ir ievērojami vēsākas (ne vairāk kā 60 ° C) nekā sildvirsmas augšdaļa. Visur citur MDF un sildvirsmu atdala neliela gaisa sprauga. Tā kā gaiss ir ļoti labs izolators, MDF nemaz nesasilst, nemaz nerunājot par aizdegšanos. Turklāt temperatūra ir augsta tikai dažu minūšu laikā, tāpēc kājas nekad nevar sasniegt tādu pašu temperatūru kā augšējā daļā (līdzsvara stāvoklis nekad netiek sasniegts).

Es pievienoju failu Fusion 360, lai jūs varētu to pielāgot savām vajadzībām. Vienkārši paturiet prātā iepriekš minēto brīdinājumu, pielāgojot savas sildvirsmas dizainu.

3. solis: elektronika

Šī projekta elektronikas daļa ir diezgan vienkārša, mums ir tikai jāsavieno daži moduļi. Arduino temperatūru iegūst no termopāra, kura signālu pastiprina MAX6675. Pēc tam tas parāda temperatūru LCD un, ja nepieciešams, pārslēdz cietvielu releju (SSR). Viss ir attēlots diagrammā.

Zems spriegums

Tā kā tie neņem daudz enerģijas, mēs varam vienkārši savienot visu ar Arduino tapām un konfigurēt nepieciešamās tapas jaudai un zemei.

Dažu telpu ierobežojumu dēļ tas neizdevās tik glīti, kā biju cerējis. Es visu uzstādīju pie neliela plātnes gabala, pielodēta pie LCD ekrāna aizmugures. MAX6675 tika piestiprināts pie aizmugures ar abpusēju līmlenti.

Arduino tiek darbināts, izmantojot mini USB portu, tāpēc mēs to savienojam, izmantojot USB kabeli, strāvas blokam. Pirms došanās tālāk, ir ieteicams šajā brīdī pārbaudīt sistēmu.

Augstsprieguma

Tagad mēs varam savienot pašu sildvirsmu. Tā kā šī ir elektroinstalācija, mums jābūt ļoti uzmanīgiem: strādājot pie tā, pārliecinieties, ka viss ir atvienots no strāvas!

Pirmkārt, mums vajadzētu iezemēt sildvirsmu, lai novērstu elektriskās strāvas triecienu, ja kaut kas noiet greizi. Atvienojiet strāvas kabeli un cieši pieskrūvējiet dzelteno/zaļo zemējuma vadu pie korpusa.

Tālāk, izmantojot SSR, mēs savienosim divus sildvirsmas terminālus ar elektrotīklu. Pievienojiet strāvas vadu (krāsu kods ir atkarīgs no jūsu valsts) vienai SSR pusei. Pievienojiet SSR otro pusi sildvirsmai, izmantojot īsu vadu (tāds pats izmērs/diametrs kā strāvas kabelim). Otrs sildvirsmas gals iet uz neitrālo vadu. Pirms sildvirsmas uzstādīšanas korpusā es pievienoju elektroinstalācijas attēlu, lai tas būtu skaidrs.

Strāvas adaptera vadu savienošana ir vieglāka: sprieguma vads iet uz vienu spaili, bet neitrāls - uz otru. Lai gan es dzīvoju Eiropā, es šim nolūkam izmantoju ASV strāvas adapteri: zaru caurumus ir ļoti ērti piestiprināt pie lāpstiņas spailēm.

Tas iesaiņo elektroniku, tagad ļauj tam izpūst dzīvību ar kodu.

4. solis: programmēšana

Kods ir tas, kas mēmo wok pārvērš par plīts virsmu. Tas ļauj mums precīzi kontrolēt temperatūru un pievienot pielāgotus atkārtotas plūsmas profilus.

Pārplūdes profili

Diemžēl atkārtota lodēšana nav tik vienkārša kā sildītāja ieslēgšana, gaidīšana un atkārtota izslēgšana. Temperatūrai jāatbilst noteiktam profilam, tā sauktajam pārplūdes profilam. Labu skaidrojumu var atrast šeit vai citās interneta vietņu vietās.

Kods ļauj uzglabāt vairākus profilus, lai apmierinātu dažādas vajadzības (galvenokārt lodētus bez svina vai bez svina). Vienkārša pogas nospiešana pārslēdzas starp tām. Tie tiek pievienoti Times_profile un Temps_profile, kas abi ir 4 kolonnu vektori. Pirmā kolonna ir paredzēta priekšsildīšanas fāzei, otrā - mērcēšanas fāzei, tad uzbrauktuve uz augšu un, visbeidzot, atkārtotas plūsmas fāze.

Sildvirsmas vadība

Sildīšanas plāksnes vadīšana tā, lai tā seko šai trajektorijai, nav vienkārša. Zinātni par to sauc par kontroles teoriju. Šeit var iedziļināties un izstrādāt perfektu kontrolieri, taču mēs to saglabāsim pēc iespējas vienkāršāku, vienlaikus nodrošinot labu rezultātu. Mūsu sistēmas ievade ir SSR, kas to ieslēdz vai izslēdz, un izeja ir temperatūra, kuru mēs varam izmērīt. Ieslēdzot vai izslēdzot SSR, pamatojoties uz šo temperatūru, mēs ieviešam atgriezenisko saiti, un tas ļauj kontrolēt temperatūru. Es izskaidrošu procesu pēc iespējas intuitīvāk un paskaidrošu, kā jūs varat raksturot savu sildvirsmu, lai tā darbotos ar manu izveidoto kodu.

Mēs visi zinām, ka, ieslēdzot sildītāju, tas uzreiz nesakarst. Starp tā ieslēgšanu (darbība) un uzkarsēšanu (reakcija) ir aizkavēšanās. Tāpēc, kad vēlamies sasniegt 250 ° C temperatūru, kādu laiku pirms tam vajadzētu izslēgt sildvirsmu. Šo kavēšanos var izmērīt, ieslēdzot sildvirsmu un mērot laiku starp ieslēgšanu un temperatūras izmaiņām. Pieņemsim, ka kavēšanās ir 20 sekundes. Aizpildiet to mainīgajam "timeDelay".

Vēl viens veids, kā to aplūkot, būtu šāds: ja mēs izslēgtu sildītāju pie 250 ° C, tas sasniegtu augstāku vērtību - teiksim, 270 ° C - un pēc tam sāktu nedaudz atdzist. Temperatūras atšķirība ir pārsniegums - mūsu gadījumā 20 ° C. Aizpildiet to mainīgajam "overShoot".

Nobeigumā: lai sasniegtu 250 ° C, mums ir jāizslēdz sildvirsma pie 230 ° C un jāgaida vēl 20 sekundes, lai sildvirsma sasniegtu šo pārsniegšanas temperatūru.

Kad temperatūra ir pazeminājusies, sildvirsmai atkal jāieslēdzas. Gaidot 20 ° C pazemināšanos, nebūtu jauks rezultāts, tāpēc tiek izmantots cits slieksnis. To sauc par vadību ar histerēzi (dažādas vērtības ieslēgšanai un izslēgšanai). Temperatūras uzturēšanai tiek izmantoti nelieli, maksimāli 10 sekunžu pārrāvumi.

Mērījumi

Lai pārbaudītu kontrolieri, es reģistrēju datus Excel failā, izmantojot Putty (datora sērijas termināli ar dažām lieliskām funkcijām). Kā redzat, saražotais profils ir vairāk nekā pietiekami labs. Nav slikti par lētu elektrisko wok!

5. darbība: pārbaudiet un izbaudiet

Mēs esam pabeiguši! Mēs esam pārvērtuši veco pannu par atdzesēšanas sildvirsmu!

Pievienojiet sildvirsmu, izvēlieties atkārtotas plūsmas profilu un ļaujiet iekārtai veikt darbu. Pēc dažām minūtēm lodēt sāk kust un lodē visas sastāvdaļas. Pirms pieskaršanās noteikti ļaujiet visam atdzist. Alternatīvi, to var izmantot arī kā priekšsildītāju, kas ir ērts dēļiem ar lielām zemes plaknēm.

Es ceru, ka jums patika projekts un esat atradis iedvesmu, lai izveidotu kaut ko līdzīgu! Jūtieties brīvi apskatīt citus manus norādījumus: