Гореща плоча за запояване на запояване: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Запояването на малки SMD компоненти може да бъде доста предизвикателно, но процесът може да бъде и автоматизиран. Това може да стане, като нанесете паста за запояване и я изпечете, или във фурна (за повторно нагряване), или на котлон (като плоча за готвене във вашата кухня). В мрежата съм виждал много фурни за презареждане „направи си сам“; според мен те имат един голям недостатък: заемат много място. Затова реших вместо това да изградя котлон.

Горещата плоча е напълно програмируема, така че може да се добави всеки профил за пренасочване. След това процесът на пренасочване е напълно автоматизиран. Хайде да строим!

Стъпка 1: Части и инструменти

Части

• Гореща плоча, взех моята от стар уок
• Твърдотелно реле (SSR)
• Захранващ кабел
• USB захранващ щепсел (американски щепсел)
• LCD
• Прототипна дъска
• Arduino nano
• Женски заглавки
• Термодвойка тип K + усилвател MAX 6675
• Натисни бутона
• USB към мини USB кабел

Инструменти

• Щипки
• Лепило за дърво
• Лазерно рязане
• Пробивна машина
• Поялник

Стъпка 2: Делото

За случая имаме две възможности, в зависимост от вашия котлон. Първият вариант е да промените съществуващото заграждение, което е жизнеспособно, ако е достатъчно голямо, за да побере SSR, LCD и т.н. В моя случай обаче нямаше достатъчно място, така че трябваше да проектирам нов.

Калъфът е изработен от лазерно изрязан MDF. Поради живата панта, този дизайн може да бъде направен само на лазерно рязане: малки прорези в MDF го правят способен да се огъва. Парчетата могат да бъдат залепени заедно като пъзел, просто използвайте достатъчно скоби. Добавете котлона и го закрепете на място (моят е закрепен с винтове в долната част).

Необходимо е да се пробият някои допълнителни дупки: една за захранващия кабел, една за бутона и две за LCD. По този начин всеки бутон, lcd, … който разполагате, може да бъде пригоден да пасне. След това LCD може да се завинтва заедно с бутона.

Термодвойката трябва да бъде здраво притисната към котлона. Пробийте дупка и прокарайте термодвойката през нея. След това трябва да се притисне към MDF. Използвах малка лента от калай, но можете да използвате и лента или вратовръзка с цип (пробийте 2 дупки до отвора на термодвойката и ги подайте през ципата).

Нещо, което трябва да знаете: може да се чудите дали използването на MDF в комбинация с плоча за готвене при 250 ° C е добра идея. Като цяло не е така, но аз направих случая такъв, че това не представлява опасност.

Частите от MDF докосват само краката на котлона, които са значително по -хладни (максимум 60 ° C) от горната част на котлона. Навсякъде другаде MDF и котлоните са разделени от малка въздушна междина. Тъй като въздухът е много добър изолатор, MDF изобщо не се нагрява, камо ли да се запали. Освен това температурата е висока само за няколко минути, така че краката никога не могат да достигнат същата температура като горната част (никога не се достига стабилно състояние).

Добавих файла Fusion 360, за да можете да го настроите според вашите нужди. Просто имайте предвид предупреждението по -горе, когато настройвате дизайна за вашата собствена котлонна плоча.

Стъпка 3: Електроника

Електронната част на този проект е доста ясна, трябва само да свържем някои модули заедно. Arduino получава температурата от термодвойка, чийто сигнал се усилва от MAX6675. След това показва температурата на LCD и превключва Solid State Relay (SSR), ако е необходимо. Всичко е изобразено на диаграмата.

Ниско напрежение

Тъй като те не черпят много енергия, можем просто да свържем всичко към щифтовете на Arduino и да конфигурираме необходимите щифтове за захранване и заземяване.

Поради някои ограничения на пространството, не се получи толкова спретнато, колкото се надявах. Монтирах всичко на малко парче перфорирана плочка, запоена към задната част на LCD екрана. MAX6675 беше залепен отзад с някаква двустранна лента.

Arduino се захранва чрез мини USB порта, така че го свързваме чрез USB кабел към захранващата тухла. Добра идея е да тествате системата на този етап, преди да продължите по -нататък.

Високо напрежение

Вече можем да свържем самата котлонна плоча. Тъй като това е мрежово окабеляване, трябва да бъдем много внимателни: уверете се, че всичко е изключено, когато работите по него!

На първо място, трябва да заземим котлона, за да предотвратим токов удар, ако нещо се обърка. Разделете захранващия кабел и здраво завийте жълто/зеления заземен проводник към корпуса.

След това ще свържем двата извода на котлона към мрежата чрез SSR. Свържете жичния проводник (цветният код зависи от вашата страна) към едната страна на SSR. Свържете втората страна на SSR към котлона чрез къс проводник (със същия габарит/диаметър като захранващия кабел). Другият край на котлона отива към неутралния проводник. Добавих снимка на окабеляването, преди да монтирам котлона в кутията, за да стане ясно.

Окабеляването на захранващия адаптер е по -лесно: проводникът под напрежение преминава към единия извод, а неутралният - към другия. Въпреки че живея в Европа, използвах американски захранващ адаптер за това: дупките в зъбите са много удобни за прикрепяне на лопатни клеми.

Това приключва електрониката, сега позволява да се вдъхне малко живот в нея с код.

Стъпка 4: Програмиране

Кодът е това, което превръща тъпия уок в нагревателна плоча. Позволява ни да контролираме прецизно температурата и да добавяме персонализирани профили за пренасочване.

Презареждане на профили

За съжаление, запояването с повторно зареждане не е толкова просто, колкото да включите нагревателя, да изчакате и да го изключите отново. Температурата трябва да следва определен профил, така наречения профил за претопяване. Добро обяснение може да се намери тук или на други места в мрежата.

Кодът позволява да се съхраняват множество профили, за да се задоволят различни нужди (главно оловен или безоловен спойка). Просто натискане на бутон превключва между тях. Те се добавят в Times_profile и Temps_profile, които са и двата вектора на колоните. Първата колона е за фазата на предварително загряване, втората за фазата на накисване, след това нарастване и накрая фазата на повторно нагряване.

Управление на котлона

Шофирането на котлона така, че да следва тази траектория, не е лесно. Науката зад това се нарича теория на контрола. Тук човек може да отиде много задълбочено и да проектира перфектния контролер, но ние ще го поддържаме възможно най-опростен, като същевременно гарантираме добър резултат. Входът към нашата система е SSR, който го включва или изключва, а изходът е температурата, която можем да измерим. Чрез включване или изключване на SSR, въз основа на тази температура ние въвеждаме обратна връзка и това ни позволява да контролираме температурата. Ще обясня процеса възможно най -интуитивно и ще обясня как можете да характеризирате вашата конкретна гореща плоча, за да работи с кода, който направих.

Всички знаем, че когато включите нагревател, той не загрява веднага. Има забавяне между включването му (действие) и загряването (реакция). Така че, когато искаме да достигнем температура от 250 ° C, трябва да изключим котлона известно време преди това. Това забавяне може да бъде измерено чрез включване на котлона и измерване на времето между включване и промяна на температурата. Да приемем, че забавянето е 20 секунди. Попълнете това за променливата "timeDelay".

Друг начин да го разгледаме е следният: ако изключим нагревателя при 250 ° C, той ще достигне по -висока стойност - да речем 270 C - и след това ще започне да се охлажда до известна степен. Разликата в температурата е превишаването - 20 ° C в нашия случай. Попълнете това за променливата "overShoot".

В заключение: достигането на 250 ° C изисква от нас да изключим котлона при 230 ° C и да изчакаме още 20 секунди, докато котлонът достигне тази температура на превишаване.

Когато температурата спадне, котлонът трябва да се включи отново. Изчакването на спад от 20 ° C не би дало добър резултат, затова се използва различен праг. Това се нарича управление с хистерезис (различни стойности за включване и изключване). За поддържане на температурата се използват малки изблици от максимум 10 секунди.

Измервания

За да проверя контролера, регистрирах данните в Excel файл чрез Putty (сериен терминал за компютъра с някои страхотни функции). Както можете да видите, произведеният профил за пренасочване е повече от достатъчно добър. Не е лошо за евтиния електрически уок!

Стъпка 5: Тествайте и се наслаждавайте

Свършихме! Превърнахме един стар уок в котлон за презареждане!

Включете котлона, изберете профил за пренареждане и оставете машината да свърши работата. След няколко минути спойката започва да се топи и запоява всички компоненти на място. Просто не забравяйте да оставите всичко да се охлади, преди да го докоснете. Като алтернатива, той може да се използва и като предварително нагревател, което е удобно за дъски с големи земни плоскости.

Надявам се, че проектът ви е харесал и сте намерили вдъхновение да направите нещо подобно! Чувствайте се свободни да проверите другите ми инструкции: