DIY Reflow Oven With Reflowduino: 4 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang Reflowduino ay isang all-in-one na Arduino-compatible controller board na personal kong dinisenyo at itinayo, at madali nitong mababago ang isang toaster oven sa isang PCB reflow oven! Naglalaro ito ng maraming nalalaman ATmega32u4 microprocessor na may interface ng micro USB programming, isang integrated MAX31855 K-type na thermocouple interface na may pagsala ng ingay, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) para sa madaling komunikasyon sa isang mobile device, pagsingil ng baterya ng LiPo at indikasyon ng katayuan, isang opsyonal na solid- relay ng estado, at isang piezo buzzer para sa pagtugtog ng iyong mga paboritong kanta sa tema. Mas mabuti pa, inilabas ko ang lahat ng ito bilang ganap na open-source para masisiyahan ang lahat, kabilang ang mga file ng EAGLE PCB, halimbawa ng code ng Arduino IDE, sample na Android app para sa kontrol ng Bluetooth, at buong mga tutorial sa kung paano baguhin ang isang toaster oven upang magsimulang magluto. '!

Kung nais mong mag-order ng isang Reflowduino o ang Sidekick Relay Module mangyaring bisitahin ang aking website!

Para sa buong dokumentasyon, mga mapagkukunang file, eskematiko, at mas malawak na impormasyon tungkol sa Reflowduino, mangyaring bisitahin ang opisyal na pahina ng Github dito.

Magsimula na tayo!

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Bahagi

Listahan ng Mga Bahagi

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + solid-state relay (gagamitin ko ang Sidekick relay module)
• K-type thermocouple (kasama sa Reflowduino)
• Pinagmulan ng kuryente ng Reflowduino: baterya ng LiPo, 5V micro USB (mula sa isang laptop o adapter), o pareho!
• Toaster oven O mainit na plato (Ginamit ko ang 1100W toaster oven na ito noong humigit-kumulang na $ 20)
• Screwdriver (para sa paghiwalayin ang oven ng toaster)
• Maliit na flat head screwdriver (para sa mga screw terminal)
• Smartphone o aparato na pinagana ng Bluetooth. Sa kasalukuyan isang bersyon lamang ng Android ng app ang magagamit
• Opsyonal: isang laptop upang mangolekta at i-graph ang data sa real time sa pamamagitan ng Excel! Kakailanganin mong ikonekta ang Reflowduino sa laptop sa pamamagitan ng micro USB upang gumana ito.

Ang mga sumusunod na item ay kinakailangan lamang kung nais mong gumawa ng maraming pagpapasadya sa iyong reflow oven build (hindi kinakailangan sa karamihan ng mga kaso):

• Mga pamutol ng wire
• Panghinang at bakalang panghinang
• 14-18 AWG wire (mas madaling harapin ang maiiwan na kawad)
• Ang naaangkop na laki na pag-init ng pag-urong ng tubo para sa mga insulated wires. Nakasalalay sa iyong pag-set up.
• Mga baso sa kaligtasan (manatiling ligtas, nakikipag-usap kami sa mga volt ng mains dito!)
• Mga guwantes (ang sheet metal ng mga toaster oven ay maaaring matalim at sinasakyan ng mga turnilyo na lumalabas saanman!)

Kaligtasang Pagwawaksi: Kung ikaw ay isang nagsisimula sa electronics o walang tamang karanasan upang magtrabaho kasama ang boltahe ng mains, iminumungkahi ko na hindi ka makagulo dito, kumunsulta sa isang propesyonal, o panatilihin ang pag-aaral hanggang sa ikaw ay sapat na may husay ! Hindi ako mananagot para sa anumang mga hindi magandang nangyari na maaaring mangyari dahil sa maling paggamit ng Reflowduino PCB's o mga kaugnay na bahagi at sistemang elektrikal (kabilang ang lakas ng mains, mga breaker panel, atbp.). Gawin ang lahat ng pag-iingat sa kaligtasan kung kinakailangan. Bukod dito, hindi inirerekumenda na gumamit ka ng parehong kasangkapan upang maipakita ang PCB na lutuin ang pagkain para sa pagkonsumo. Maaari itong magresulta sa pagkalason sa pagkain, lalo na kung gumagamit ka ng lead solder para sa iyong PCB. Ganap kang responsable para sa iyong mga aksyon, at isagawa ang mga ito sa iyong sariling peligro!

Sinabi na, DIY ang layo ng aking mga kaibigan … magsaya at manatiling ligtas!

Reflowduino at ang Sidekick

TANDAAN: Mayroon ding isang add-on module na tinatawag na "Reflowduino32" para sa isang board ng pag-unlad ng ESP32 upang awtomatikong kontrolin din ang isang reflow oven. Mangyaring tingnan ang pahina ng Reflowduino Github para sa buong dokumentasyon, pati na rin ang tutorial na ito ng refow oven na ESP32!

Una sa lahat, mayroong dalawang bersyon ng Reflowduino: Pangunahin at Pro, at depende sa iyong partikular na aplikasyon na maaaring gusto mong pumili ng isa o iba pa. Susunod, gumawa ako ng madaling gamiting module ng relay na solid-state na tinatawag na Solid-State Sidekick na humahawak sa lahat ng mga pangunahing kable para sa iyo at tuluyang tinanggal ang pangangailangan na maghinang ng anuman. I-plug lamang ang appliance nang direkta sa Sidekick pati na rin ang dalawang mga wire ng input ng relay mula sa Reflowduino at handa ka na!

Nasa ibaba ang isang buod ng iyong mga magagamit na pagpipilian:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + iba pang solid-state relay (pumili ng sarili mo)
4. Iba pang board na katugmang Arduino + interface ng thermocouple + thermocouple + module ng Bluetooth + Solid-State Sidekick (o iba pang relay) + LiPo na baterya na "backpack" (opsyonal)

Ang unang pagpipilian ay kasama ng relay na naka-mount on-board na Reflowduino. Ito ay isang nasa paligid ng mahusay na pagpipilian para sa pagkontrol ng anumang pangkaraniwang oven ng toaster o mainit na plato, lalo na kung nais mong maghinang ang iyong mga wire sa iyong sarili at makatipid ng ilang pera.

Ang pangalawang pagpipilian ay ang pinakamadali (at pinakaligtas) na pagpipilian at hindi nangangailangan ng anumang paghihinang o pag-aayos ng appliance maliban kung nais mo talaga dahil ang Sidekick relay module ay may solidong estado na relay pati na rin ang lahat ng mga probisyon para sa iyo na simpleng ikonekta ang mga bagay dito sa pamamagitan ng pag-plug in sa kanila. Oo, narinig mo ako ng tama! Nangangahulugan ito na maaari mong kontrolin ang anumang oven sa toaster nang hindi ito binubuksan!

Ang pangatlong pagpipilian ay kung pipiliin mo ang iyong sariling solid-state relay, marahil na may mas mataas na kasalukuyang kapasidad o para sa ilang ibang kadahilanan tulad ng pasadyang pagsasaayos ng mounting (sino ang nakakaalam?).

Ang huling pagpipilian ay para sa mga maaaring magkaroon ng maraming bahagi na nakahiga at nais na pagsamahin ang isang bagay nang mabilis nang hindi bumibili ng bago, na perpektong maayos din! Maaari mong gamitin ang Arduino kasama ang isang bagay tulad ng thermocouple breakout board na ito at syempre, ang thermocouple mismo. Upang magamit ang demo app kakailanganin mo rin ang isang HM-10 Bluetooth module maliban kung nais mong iwanan ang wireless na komunikasyon at manatili sa graphing ng data sa Excel sa pamamagitan ng isang computer. Tandaan na depende sa kung anong mga bahagi ang pipiliin mo maaaring kailanganin mong baguhin ang demo code upang umangkop sa iyong mga pangangailangan.

Mga mapagkukunan:

• Mag-click dito para sa mabilis na mga detalye ng Reflowduino.
• Mag-click dito para sa isang paglalarawan ng mga Reflowduino pinout

Relay ng Solid-State

Kung gumagamit ka ng Reflowduino Pro maaari mong laktawan ang seksyong ito, ngunit kung gumagamit ka ng Reflowduino Basic kakailanganin mong makuha ang Sidekick o pumili ng iyong sariling module ng relay. Kapag pumipili ng iyong sarili, suriin para sa mga sumusunod:

• Uri ng Relay: kailangang maging solid-state, hindi lamang isang maginoo na contact relay. MAAARI kang makawala sa isang maginoo na relay para sa aming partikular na aplikasyon (dahil gagamit kami ng kontrol sa proporsyon ng oras, hindi tuloy-tuloy na PWM) ngunit hindi ito ginagarantiyahan o inirerekumenda. Gayundin, maririnig mo ang relay na "pag-click" tuwing lumilipat ito, na maaaring nakakainis.
• Opto-isolation: maghanap ng isa na optically-isolate para sa kaligtasan. Nangangahulugan ito na makasisiguro ka na ang iyong Arduino ay hindi mai-zapped ng 120V / 240VAC!
• Kontrolin ang Boltahe: kailangang magkatugma sa 3.3V o 5V
• Rating ng Output: kailangang hawakan ang dami ng kasalukuyang gagamitin ng iyong appliance. para sa anumang kagamitan sa US (ginagamit nang ligal), 15A / 120VAC ang kakailanganin mo mula nang magbiyahe ang mga breaker sa 15A.

Ang opto-integrated solid-state relay ng Reflowduino Pro ay may boltahe ng kontrol na 3-15VDC at maaaring hawakan hanggang sa 25A / 240VAC na may tamang paglamig ng kombeksyon. Sa ilalim ng normal na pangyayari mahahawakan nito ang 10A / 240VAC, o 20A / 120VAC na magiging sapat para sa lahat ng mga appliances ng US at dapat ay sapat para sa karamihan sa mga appliances na 240VAC.

Mga mapagkukunan:

Ang solidong estado ng Reflowduino relay na PF240D25R sheet ng spec

Toaster Oven o Mainit na Plato

Kapag pumipili ng toaster oven mahalaga na pumili ng isa na tamang laki para sa iyong aplikasyon dahil ang mas maliit ay katumbas ng mas mataas na kahusayan sa mga tuntunin ng pag-init! Gayunpaman, gagana rin ang mas malalaki, suriin lamang ang mga pagsusuri upang matiyak na hindi ito kumpleto na basura. Personal kong binili ang isang ito mula kay Walmart ng halos $ 21 kasama na ang buwis kapag ito ay naibebenta.

Magandang ideya din upang matiyak na magkakaroon ka ng isang flat metal tray para sa PCB na maupuan. Maraming mga toaster oven (kasama na ang binili ko!) Ay may kasamang mga tray na may mga pattern ng grill at grill sa kanila, at tiyak na hindi ito mainam para sa PCB sumasalamin dahil sanhi ito ng mga thermal nonuniformity sa buong PCB. Gayunpaman, swerte ko dahil ang drip tray ay perpekto para sa kung ano ang kailangan ko, kaya't inihagis ko lang ang metal grill at baking pan na kasama nito.

Para sa mga mainit na plato pantay na mahalaga na pumili ng isa na may patag na ibabaw. Karamihan sa mga maiinit na plato ay may recess na pabilog na lugar sa gitna ng plato na hindi kanais-nais, kaya subukang bawasan ang lugar na ito upang magkaroon ka ng pinaka magagamit na puwang upang mailagay ang iyong PCB. Gayundin, pumili ng isang mainit na plato na mayroon lamang isang solong knob (kontrol sa temperatura) dahil sa ganitong paraan hindi mo na kailangang buksan pa ito upang mai-tweak ang mga kable!

Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa paksang ito, mangyaring tingnan ang pahina ng wiki ng Github.

Hakbang 2: Wire It Up

Ngayon na mayroon ka ng mga bahagi, oras na upang i-wire ang lahat! Mayroong maraming mga paraan sa balat ng isang toaster oven, kaya makinig at tiyaking basahin ang kaligtasan ng pagtatanggi na nakasaad nang mas maaga!

Mainit na plato

Para sa anumang kasangkapan ang pangunahing prinsipyo ay upang ilipat ang live wire ng kurdon ng kuryente sa pamamagitan ng paglalagay ng relay sa serye gamit ang live na kawad at laktawan ang mga knobs control ng appliance kung kinakailangan. Para sa mga maiinit na plato na may isang solong temperatura control knob hindi mo na kailangang i-tweak mismo ang hot plate; maaari mo lamang buksan ang hawakan ng tunog sa TAAS (max setting) at mahusay kang pumunta! Tinitiyak nito na ang hot plate ay papatakbo (ang contact sa loob ng hot plate ay sarado) kapag ang relay ay nakabukas.

Para sa permanenteng mga pag-install maaari mong i-cut ang cord ng kuryente at i-splice ito, o maaari mo itong gawin mula sa mga contact ng power cord. Muli, laging siguraduhin na maayos na insulate ang lahat ng mga koneksyon. Sundin ang pangkalahatang eskematiko sa unang imahe at dapat kang maging handa na sumalamin!

Mangyaring tandaan na gumamit ako ng mga clip ng buaya at isa pang power cord (na may mga clip ng buaya sa mga dulo) upang masubukan lamang. Hindi ito inirerekomenda at dapat lamang gamitin para sa pansamantalang pagsubok. Para sa mas permanenteng mga pag-install dapat mong solder at insulate ang lahat o gamitin ang Sidekick upang mai-plug ang lahat.

Mga Toaster ng Oven

Ang mga oven ng toaster ay kinokontrol gamit ang eksaktong parehong konsepto tulad ng mainit na plato na karaniwang maaari mong makontrol ang mga ito nang hindi hinahawakan ang mga kable sa pamamagitan lamang ng pag-maximize ng temperatura knob, i-on ang setting sa "Maghurno" upang ang parehong mga filament ng pag-init ay nakabukas, at nagpapataas ang timer Nakasalalay sa toaster maaari ka ring magkaroon ng isang tampok na "Manatiling" upang hindi ka mag-alala tungkol sa pag-ubos ng timer!

Gayunpaman, kung nais mo pa ring alisin ito, i-tweak ang mga kable upang i-bypass ang mga knob at magdagdag ng mga pasadyang kontrol sa pangalan ng agham, magagawa mo pa rin! Sa kasamaang palad kahit na nais mong paghiwalayin ito ang pangkalahatang prinsipyo ay napaka-simple pa rin: kailangan mong idiskonekta ang lahat ng mga knobs na nakakonekta sa live na kawad at ilakip ang lahat ng mga filament ng pag-init sa live na kawad upang ma-on nila nang buong lakas tama kapag isinaksak mo ang kurdon ng kuryente sa dingding.

Sa Instructable na ito hindi ako magtatagal ng oras upang magawa ito, ngunit makikita mo kung paano ko na-tweak ang aking toaster oven sa aking Github wiki.

Hakbang 3: Pag-setup ng Software

Ngayon na na-set up mo na ang lahat ng hardware, pag-aralan natin kung paano i-set up ang software.

Pag-setup ng App

Tingnan ang mga tagubiling ito sa kung paano mai-install ang Reflowduino demo app at kung paano mag-import ng nai-save na data sa Excel mula sa app.

Maikling buod:

• Ang app ay kasalukuyang para lamang sa Android at ganap na bukas-mapagkukunan!
• Ipinapakita ng app ang temperatura sa real time at i-grap ito kapag sinimulan ang proseso ng pag-reflow.
• Nagse-save din ang app ng data pagkatapos makumpleto o maalis ang proseso ng reflow at maaaring mai-import ang data sa Excel para sa pagtatasa!

Pag-setup ng Arduino IDE

Tingnan ang mga tagubiling ito para sa pag-set up ng Arduino IDE at pag-install ng mga kinakailangang aklatan.

Maikling buod:

• I-load ang code na "Reflowduino_Demo", piliin ang "Adafruit Feather 32u4" sa ilalim ng Mga Tool -> Mga Board sa Arduino IDE.
• I-compile ito upang matiyak na na-install mo nang tama ang lahat ng mga aklatan.
• I-upload ang code sa Reflowduino, at tandaan na maaaring kailangan mong pindutin ang pindutan ng pag-reset sa Reflowduino kung ang Arduino IDE ay nagsimulang maghanap para sa port.

Reflowduino Demo

Tingnan ang mga tagubiling ito sa kung paano gamitin ang Reflowduino Demo code.

Maikling buod:

• Pinapayagan ng sketch ng Reflowduino Demo ang iyong Reflowduino na gumana kasama ang demo app sa pamamagitan ng Bluetooth.
• Binabasa ng Reflowduino ang temperatura mula sa thermocouple at ipinapadala ang data sa app sa pamamagitan ng Bluetooth bawat 2s.
• Gumagamit ang Reflowduino ng kontrol sa proporsyonal na oras ng PID upang makontrol ang solid-state relay sa panahon ng proseso ng pagsasalamin.
• Para sa independiyenteng pagpapatakbo, magbigay ng puna sa linya na mayroong "habang (! (Serial) maantala (1);" na naghihintay para sa isang serial na koneksyon upang maitaguyod bago patakbuhin ang aktwal na code.
• Maaari mong gawin ang Reflowduino na kumilos bilang isang keyboard sa pamamagitan ng pagtatakda ng variable na "paganahin angKeyboard" sa totoo malapit sa tuktok ng sketch para magamit sa file ng demo na Excel na ito. Gagawin nitong "i-type" ng Reflowduino ang data sa Excel sa real time kapag nakakonekta ito sa pamamagitan ng USB. Siguraduhin lamang na kapag sinimulan mo ang proseso ng pag-reflow ang iyong cursor ay nasa unang magagamit na cell (A2) sa Excel!

Mga Video ng Demo

• Ipinapakita ng video na ito ang data na ipinasok sa Excel ng Reflowduino.
• Ipinapakita ng video na ito ang pangkalahatang pagpapatakbo ng app at pag-setup ng hardware na may isang toaster oven.
• Ipinapakita ng video na ito kung ano ang nangyayari sa pagtatapos ng proseso ng pagsasalamin.

Mga mapagkukunan

• Maaari mong mahanap ang pinakabagong Arduino code at Excel demo file para sa real-time na data entry sa Github
• Maaari mo ring mahanap ang pinakabagong mga file ng Android app sa Github

Hakbang 4: Mga Resulta at Konklusyon

Mga Resulta

Nakalakip ang isang pares ng mga closeup ng isang board na sumasalamin ako gamit ang Reflowduino at ilang low-temperatura solder paste na may temperatura ng reflow na nakatakda sa 155 ° C (ang partikular na solder paste na ito ay tila sumasalamin sa isang mas mababang temperatura kaysa sa tipikal na 165 ° C na inirekomenda, at Napansin ko na ang kilusang kilos ay nagsimulang maganap sa paligid ng 125 ° C kaysa sa na-advertise na 138 ° C na "temperatura ng pagkatunaw"). Ang mga solder joint ay perpekto, at hindi ako maaaring humiling ng anumang mas mahusay!

Paggawa ng Iyong Sariling Lupon

Disenyo ng PCB: Para sa pagdidisenyo ng personal na gumagamit ako ng Autodesk EAGLE na isang libre ngunit malakas na tool na nagbibigay-daan sa iyo upang mabilis na makalikha ng kalidad ng PCB! Mayroon din itong ilang mga talagang cool na tampok tulad ng pag-sync ng mga 3D na modelo ng iyong PCB papunta at mula sa Fusion 360.

Mga Prototype ng PCB: Para sa mabilis at abot-kayang mga prototype nahanap ko ang OSH Park upang mag-alok ng pinakamahusay na kalidad. Gumagamit sila ng isang lead-free na proseso na tinatawag na ENIG na talagang mga plate na ginto ang mga contact upang magmukhang maganda sila sa napakahabang panahon!

PCB Assembly: Gamitin ang iyong Reflowduino upang tipunin ang mga board!

Konklusyon

Sa pangkalahatan ang Reflowduino ay ang perpektong hardware para sa pagkontrol sa anumang toaster oven o mainit na plato! Sa pamamagitan ng Reflowduino Pro maaari kang gumawa ng isang ganap na gumaganang oven na may refow kasama ang lahat ng mga kampanilya at sipol para sa isang maliit na higit sa $ 100 (na may $ 20 toaster oven). Maaari kang makakita ng higit pang mga teknikal na pangungusap dito.

Kung nagustuhan mo ang proyektong ito, mangyaring magkomento sa ibaba at huwag mag-atubiling magtanong, magbigay ng mga mungkahi, o magbigay ng nakabubuo na puna! Kung nais mong makakita ng isang bagay na ginawa, mangyaring unang sanggunian ang listahan ng dapat gawin para sa mga pagpapabuti na isinasaalang-alang na. Kasalukuyan akong nasa proseso ng pagsasama-sama ng mga bagay upang magsimula ng isang kampanya sa Indiegogo kaya't mangyaring ikalat ang salita!

Muli, salamat sa lahat ng suporta, at hindi ko magawa ito nang wala ang lahat ng nagbahagi ng kanilang sariling pagsisikap sa lahat!

• Kung nagustuhan mo ang proyektong ito, mangyaring ibahagi, magdagdag ng isang puso, at bumoto para sa Reflowduino!
• Kung ginagaya mo ang proyektong ito, mangyaring ibahagi ang iyong mga resulta at anumang mga tip na maaaring maging kapaki-pakinabang sa iba.
• Maaari ka ring maging interesado sa follow-up na tutorial na ginawa ko tungkol sa paggamit ng isang ESP32 at isang bagong module na add-on na Reflowduino32 sa halip!
• Kung mayroon kang anumang mga katanungan, komento o alalahanin, huwag mag-atubiling tanungin o ibahagi ang mga ito!

~ Tim