858D SMD Hot Air Reflow Station Hack: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Mayroon akong isang maliit na elektronikong lab, kung saan ayusin ko ang mga sirang electronics at gumawa ng ilang maliliit na proyekto ng libangan. Sapagkat maraming SMD bagay doon, oras na upang makakuha ng tamang istasyon ng SMD reflow. Tumingin ako nang kaunti sa paligid at nahanap ang 858D na isang napakahusay na istasyon para sa presyo nito. Natagpuan ko rin ang isang bukas na proyekto ng mapagkukunan na inilunsad ng madworm (spitzenpfeil) noong 2013 na pinapalitan ang orihinal na 858D temperatura controller ng isang ATmega micro. Dahil walang kumpletong gabay nagpasya akong magsulat ng isa. Mayroong 4 na magkakaibang mga variant na may iba't ibang micros ng 858D doon na ibinebenta sa ilalim ng dose-dosenang iba't ibang mga tatak. Ang kasalukuyang modelo (Abril 2017) ay nakakuha ng isang MK1841D3 controller, at ito ang ginagamit ko. Kung mayroon kang ibang IC mangyaring suriin ang orihinal na thread sa EEVblog.com Mga Materyal: 1x - 858D Rework Station (syempre), nakuha ko ang minahan mula sa Amazon ng halos 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 sa ATMega PCB (ni manianac, kaya lahat ng mga kredito sa kanya!), Ang OSH Park, ay may package na 3, ngunit kailangan mo lamang ng one1x - ATMega328P VQFN Package1x - LM358 o katumbas na DFN8 Package2x - 10KΩ resistor 0805 Package2x - 1KΩ resistor 0805 Package3x - 390Ω resistor 0805 Package1x - 100kΩ resistor 0805 Package1x - 1MΩ risistor 0805 Package1x - 1Ω risistor 1206 Package5x - 100nF capacitor 0603 Package4x - 1µF capacitor 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED Kulay ng pagpipilian 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programming) 1x IC socket adapter 20Pin

1x BC547B o katumbas na Transistor

1x 10KΩ 0.25W wired risistor

ilang WireOptional: 1x Buzzer2x karagdagang heatsinks1x HQ IC socket 20Pin1x C14 PlugSmall neodymium magnetsArduino "Na-hack" na StickerTools: 858D Rework Station (Hindi nagbibiro) Regular na Pag-solder ng Iron / StationScrewdrivers, sipit, tweezersMultimeterKlaborasyong Isama o katumbas) Opsyonal: ESD mat at Wrist strapOscilloscopeESD BrushSolder Sucker3D PrinterIsolation TransformerHot glue gunThermometerMilling mashie o Jigsaw

Hakbang 1: Magtipon ng PCB

Kung nagtatrabaho ka sa mga electrostatic na sensitibong aparato ay palaging kailangan mong dalhin ka at ang iyong circuit sa parehong potensyal na elektrikal upang maiwasan itong mapinsala. Bago ka magsimula na kumuha ng isang bahagi ng istasyon na kailangan mo upang tipunin ang PCB. Magsimula sa pamamagitan ng paglalapat ng solder paste (o regular na panghinang) sa mga pad sa itaas na bahagi ng PCB at ilatag ang lahat ng mga bahagi ng SMD, Stock plan para sa panig 1:

R4 = 1MΩ 0805 Package

R7 = 1kΩ 0805 Package

R8 = 1kΩ 0805 Package

R9 = 10kΩ 0805 Package

C1 = 100nF 0603 Package

C6 = 100nF 0603 Package

C7 = 100nF 0603 Package

C8 = 100nF 0603 Package

C9 = 1µF 1206 Package

VR1 = 10KΩ 3364 Package

VR2 = 10KΩ 3364 Package

D1 = LED 0608 Package

U2 = Atmega VQFN Package

I-double-check ang polarity ng mga bahagi ng al at i-refow ang PCB. Mangyaring tandaan, sa aking mga larawan ang LED ay nasa maling direksyon! Ulitin sa pangalawang bahagi, plano ng Stock:

R1 = 10KΩ 0805 Package

R2 = 390Ω 0805 Package

R3 = 390Ω 0805 Package

R5 = 100KΩ 0805 Package

R6 = 390Ω 0805 Package

C2 = 1µF 1206 Package

C3 = 100nF 0603 Package

C4 = 1µF 1206 Package

C5 = 1µF 1206 Package

U1 = LM358 DFN8 Package

Matapos linisin ang mga nalalabi na Flux, maghinang sa ISP Header at IC socket adapter, at gumawa ng isang solder bridge sa pagitan ng gitna at ng "GND" na may label na pad.

Hakbang 2: Pagsubok at Programming

Susunod na hakbang ay upang subukan ang PCB para sa mga shortcut. Ang pinakaligtas na paraan upang gawin iyon ay sa pamamagitan ng pag-power ng circuit sa isang supply ng kuryente sa laboratoryo na nagtatakda ng kasalukuyang limitasyon sa ilang MA. Kung pumasa ito nang walang anumang shorts oras na upang iprograma ang micro. Ginawa ko ang aking isang bersyon batay sa 1.47 ni raihei na maaaring ma-download mula sa aking GitHub Page. Ito ay batay sa pinakabagong "opisyal" na build ng madworm, na magagamit din sa GitHub. Sa loob ng na-download na. ZIP file ay mayroong isang.ino file at isang.h file na maaaring buksan at maiipon gamit ang ArduinoIDE o AtmelStudio (at VisualMicro Plugin), mayroon ding mga naunang naipon. Mga file naex na maaaring ma-upload nang direkta sa micro. Dahil posible lamang na mag-ipon at hindi direktang mag-upload sa labas ng ArduinoIDE im gamit ang AtmelStudio sa halip. Kung nais mong gamitin ang ArduinoIDE ipapakita ko sa iyo kung paano gamitin iyon sa paglaon. Ngunit nang nakapag-iisa sa iyong ginagamit, kailangan mong baguhin ang ilang mga halaga. Ang unang dalawa ay nasa loob ng.h file. Ang dalawang linya

# tukuyin ang FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

# tukuyin ang FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Kailangang ma-comment out at sa halip ang mga linya

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Kailangang bigyan ng puna (o ang mga halaga ay dapat baguhin). Pangalawa ang dalawang pinuri na mga linya ng CPARAM na dapat makopya at palitan ang dalawang linya ng CPARAM sa loob ng.ino File. HINDI nito pinagana ang Standard Kasalukuyang mode ng pakiramdam, dahil gumagamit iyon ng pin A2 Na-install ng A5, na mali ang pagkakaugnay sa Lupon na ito! Ang huling pagbabago ay TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT sa.h file na nagtatakda ng multiplicator ng temperatura. Ang halagang ito ay nakasalalay sa uri ng istasyon. Sa modelo ng 230V dapat itong humigit-kumulang 21, sa modelo ng 115V bandang 23-24. Dapat ayusin ang halagang ito kung ang ipinakitang temperatura ay hindi tumutugma sa sinusukat. Maaari din silang maiwasang mamaya nang direkta sa istasyon bilang mga halaga ng Bilis ng Fan. Matapos baguhin ang mga halagang iyon sa oras nito upang maipon ang code.

AtmelStudio: Sa AtmelStudio maaari mo lamang mapili ang AtMega328 bilang micro, pindutin ang Compile and Upload button at dapat nitong gawin ang trick. Sa aking kaso kahit papaano hindi ito na-upload kaya kinailangan kong i-flash ang hex file nang manu-mano.

ArduinoIDE: Sa ArduinoIDE na pag-iipon ay medyo naiiba tulad ng dati. Sa halip na pindutin lamang ang pindutang Mag-upload kailangan mong pumunta sa tab na Sketch at klick I-export ang naipon na Binary. Pagkatapos ng pagbabago sa folder ng proyekto ay makakahanap ka ng dalawang mga hex file. Ang isa ay may bootloader at ang isa pa ay walang bootloader. Ang walang bootloader ay ang nais namin. Maaari mo itong i-flash gamit ang AtmelStudio, AVRdude o anumang iba pang katugmang software.

Sa pareho: Pagkatapos i-flashing ang file kailangan mong itakda ang mga Fius. Mayroon kang pagkakataon sa kanila na 0xDF HATA, 0xE2 LOW at 0xFD EXTENDET. Kapag sinunog ang mga piyus maaari mong i-unplug ang Programmer at ang PCB.

Hakbang 3: Pag-disas Assembly

Sa totoong Hack. Magsimula sa pamamagitan ng pag-alis ng apat na mga turnilyo sa harap, at ang Cover ng harapan ay makikita. Ang panloob na istasyon ay dapat magmukhang katulad sa aking isa. Pagkatapos i-unplug ang mga al wires, alisin ang pagkawasak ng dalawang mga turnilyo sa PCB at ang AIR knob sa harap ay tatapusin mo ang pagpaputi ng blangko PCB. Sa gitna ng PCB mayroong pangunahing MK1841D3 Controller IC sa isang DIP20 Package. Ito ang magpapalit sa mod na ito. Dahil naka-socket ito maaari mo lamang itong palitan ng bagong board, ngunit ang orihinal na socket ay hindi magkasya na napaputi ang DIP20 socket adapter, kaya pinalitan ko ito. Sa PCB mayroong dalawa pang DIP8 IC, ang isa sa tabi ng MK1841D3 ay isang 2MB Serial EEPROM. Kailangan ding alisin ito upang gumana ang mod na ito. Ang isa pa ay isang uri lamang ng OPAmp, Kailangan itong manatili. Dahil lamang sa pag-usisa inilagay ko ang EEPROM sa aking Universal Programmer at binasa ito. Ang Resulta ay isang halos walang laman na binary file na whit na "01 70" lamang sa Address 11 at 12. Marahil ang huling itinakdang temperatura. (Sa kasamaang palad hindi ko naaalala kung ano ang huling itinakdang temperatura, ngunit sigurado na hindi 170 ° C, marahil 368 ° C?) Mangyaring maging maingat upang hindi maiangat ang mga pad, dahil ang tanso ay hindi dumikit nang maayos sa PCB.

Hakbang 4: Muling pagtatag

Matapos matagumpay na palitan ang IC socket at alisin ang EEPROM, kailangan mong gumawa ng isa pang pagbabago, i-hack sa shunt risistor para sa kasalukuyang fan. Mayroong isang track sa itaas na kaliwang sulok ng solder na bahagi ng PCB na kailangang baguhin. Pumunta ito sa pagitan ng C7 at ng negatibong pin mula sa konektor ng fan. Matapos i-cut ang bakas, pag-scrap ng solder mask at paghihinang sa 1Ω risistor, kailangan mong maghinang ng isang wire sa negatibong fan pin, at sa kabilang panig sa "FAN" na may label na solder pad sa CPU PCB. Susunod na opsyonal na hakbang ay upang idagdag ang buzzer. Upang maiakma ito sa PCB kailangan mong yumuko nang kaunti ang mga lead ng buzzer at solder ito sa konektor ng PC4. I-plug pabalik sa lahat ng mga wire at magpatuloy sa susunod na hakbang.

Hakbang 5: I-calibrate ang Fan Sensor

Ngayon ay oras na paandarin ang bagong controller sa kauna-unahang pagkakataon at i-calibrate ang fan sensor. Panganib, kailangan mong gumana sa mains powered PCB! Kaya ang pinakaligtas na paraan upang gawin iyon ay sa pamamagitan ng pag-power ng istasyon sa isang isolator transformer. Kung wala kang isa maaari mo ring i-unplug ang mainit na bahagi ng control transpormer mula sa pangunahing PCB, at i-wire ito nang direkta sa mains power, upang mailayo ang mga mains mula sa PCB. Patuloy na maghinang ng isang test wire sa positibong pin ng LED, at ikonekta ito sa isang oscilloscope. Lakas sa istasyon sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan ng UP, at ang istasyon ay magsisimula sa FAN TEST mode. Bubuksan nito ang fan at ipapakita ang hilaw na halaga ng ADC sa display. I-on ang fan knob sa minimum at ayusin ang Vref trimmer hanggang sa magkaroon ka ng mga magagandang kasalukuyang pulso sa oscilloscope screen. I-on ang potensyomter ng FAN sa maximum at i-verify na mayroong haba ng daluyong, ngunit hindi ang mga pagbabago sa alon. Kung nagbago ang waveform, ayusin ang Vref trimmer, hanggang sa magkaroon ka ng parehong mga pulso sa min at sa max. Kung matagumpay itong lumiko sa istasyon at ilipat ang lead lead ng pagsubok mula sa positibong LED pin sa kaliwang pin ng Gain potentiometer. Simulan muli ang Fan-test-mode at sukatin ang boltahe sa lead ng pagsubok. Ayusin ang Gain Trimmer hanggang sa makuha mo ang tungkol sa 2, 2V sa posisyon na MAX. Ngayon tingnan ang display. Ang halaga ay dapat na humigit-kumulang 900. Ngayon i-install ang lahat ng iyong nguso ng gripo nang sunud-sunod sa piraso ng kamay at tandaan ang pinakamataas na halaga sa display. Gawing minimum ang FAN, at dapat kang makakuha ng isang halaga sa paligid ng 200. Muli subukan ang lahat ng iyong mga nozzles at tandaan ang pinakamaliit na halaga. Patayin ang istasyon at i-on ito muli, sa pagkakataong ito ay pinipigilan ang parehong mga pindutan. Magsisimula ang istasyon sa setup mode. Sa pamamagitan ng pagpindot pataas at pababa maaari mong taasan / bawasan ang halaga, sa pamamagitan ng pagpindot sa parehong swap mo sa susunod na menu point. Pumunta sa ituro ang "FSL" (mababa ang bilis ng FAN) at itakda ito sa pinakamababang sinusukat na Halaga ng ADC (itinakda ko ito sa 150). Susunod na punto ay "FSH" (mataas ang bilis ng FAN). Itakda ang isa sa pinakamataas na sinusukat na Halaga ng ADC (itinakda ko ito sa 950).

Sa background: Sa istasyon ay walang feedback na bilis ng fan, kaya kung ang FAN ay na-block o mayroong isang cable break ang controller ay hindi makikilala ang isang kasalanan ng fan at ang heater ay maaaring sumunog. Dahil ang fan ay walang output ng tacho, ang pinakamahusay na paraan upang masukat ang bilis ng fan ay upang magdagdag ng isang shunt risistor at sukatin ang dalas ng kasalukuyang mga pulso. Gamit ang isang OPAmp at isang mataas at isang mababang pass filter na ito ay nai-convert sa isang boltahe na pinakain sa microcontroller. Kung ang halaga ay napupunta sa ilalim o sa itinakdang mga antas ng min / max ang istasyon ay hindi bubuksan ang pampainit at magbigay ng isang error.

Dahil sa aking pagsubok ang 5V regulator at ang fan transistor ay naging mainit, nagpasya akong mag-install ng maliliit na heatsink sa kanilang dalawa. Patayin ang istasyon at muling tipunin ang front panel.

Hakbang 6: Update: Maximum FAN Speed MOD

Gumagamit ako ng istasyon ngayon mula noong halos isang taon, at palaging masaya ako dito. Mayroon lamang akong isang problema: ang istasyon ay nangangailangan ng mahabang panahon upang mag-cool down lalo na kung naghihinang ka ng napakaliit na mga bahagi gamit ang maliit na nguso ng gripo at isang mababang airflow. Kaya't nag-play ako nang kaunti sa paligid at nakahanap ng isang paraan upang mapapalitan ang bilis ng fan sa pamamagitan ng software. Gumagamit ang mod ng isang transistor upang maikli ang potensyomiter ng bilis ng fan. Pinakamahusay na paraan upang maisagawa ang pag-hack na ito ay ang paghihinang ng the10K resistor sa Base pin, magdagdag ng isang wire, at takpan ang lahat ng mga lead gamit ang shrink tube. Susunod, paikliin nang kaunti ang mga pin at solder ang mga ito sa butas sa mga umiiral na mga bahagi. Upang maprotektahan ang transistor mula sa paglipat, kola ito pababa gamit ang ilang mainit na pandikit. Panghuli ay upang ikonekta ang base ng transistor sa MOSI pin ng ATmega. Na-customize ko ang software upang ilipat ang pin na ito kapag ang piraso ng kamay ay inilalagay sa duyan hanggang sa pinalamig ang tool. Gayundin ang fan test ay gumagamit ng mode na ito upang makakuha ng isang matatag na sanggunian. Ang Software ay batay sa V1.47 ng RaiHei at magagamit sa Aking Pahina ng GitHub

Hakbang 7: Opsyonal: Chanche Plug at Pagbutihin ang Grounding

Sa back panel. Sa aking kaso ang istasyon ay may isang hanggang maikling kurdon ng kuryente na papalabas lamang mula sa likod ng panel. Dahil hindi ko ginusto na nagpasya akong palitan iyon ng isang C14 plug. Kung nais mong palitan din ito, magsimula sa pamamagitan ng pag-aalis ng pag-unscrew sa back panel. Ang asul na kawad ay pinagsama pumuti ng isa pang kawad ng isang hanggang maikling piraso ng pag-urong ng tubo. Sa pin ng lupa ay may isang cable lug na na-solder at hindi crimped tulad ng nararapat, kaya kung hindi mo papalitan ang kawad, kahit papaano muling gawin ito gamit ang crimping lugs. Matapos alisin ang kawad at i-unscrew ang may hawak ng piyus, ito ay upang gumawa ng isang butas para sa bagong Plug. Ginamit ko ang aking milling machine upang gilingan ang butas, ngunit kung wala ka maaari mo itong gupitin gamit ang isang lagari upang. I-install muli at i-wire ang may hawak ng piyus at ang plug. Ang ground wire na nagmumula sa piraso ng kamay ay may isang solder na cable lug din, kaya dapat itong gawing muli. Gumamit ako ng mga flat cable lug at screw terminal adapter upang mas madaling matanggal ang frontpanel kung kailangan ko. Dahil mayroong pintura sa paligid ng mga butas ng saligan / transpormer na ginagawa nila ang medyo masamang koneksyon sa kaso. Ang pinakamahusay na paraan upang ayusin ito ay sa pamamagitan ng pag-alis ng pintura sa paligid ng mga butas gamit ang sanding paper. Matapos muling mai-install ang back panel, sukatin ang paglaban sa pagitan ng kaso at ang GND pin ng C14 Plug. Dapat ay malapit sa 0Ω.

Hakbang 8: Opsyonal: Pagbutihin ang Handpiece

Sa piraso ng kamay. Matapos itong bahaging nakita ko ang dalawang bagay na hindi ko gusto. Una: Ang koneksyon sa pagitan ng heater elementong metal shell at ang lead ng lupa ay ginawang mahirap. Ang kawad ay nakabalot lamang sa isang lugar ng metal bar na hinangin sa metal shell. Sinubukan kong maghinang ito nang magkasama, ngunit sa kasamaang palad ang bar ay gawa sa ilang uri ng hindi solderable na metal, kaya't tinipon ko ito nang magkasama. Pangalawa: Sa outlet ng kawad ay walang kaluwagan sa pilay, kaya't naglagay ako ng isang kurbatang kurdon sa paligid at pinahigpit ko ito nang maayos. Ang solusyon na ito ay tiyak na hindi ang pinakamahusay na, ngunit ito ay hindi bababa sa mas mahusay kaysa sa walang pagkapaginhawa ng pilay. Muling pagsamahin ang piraso ng kamay.

Hakbang 9: Opsyonal: Pagbutihin ang duyan

Sa loob ng duyan ay mayroong dalawang maliliit na magnet na neodymium, ginamit upang tuklasin na ang piraso ng kamay ay nasa loob ng duyan. Sa aking istasyon mayroon akong ilang mga problema, dahil hindi nito nakilala ang tool sa duyan nito sa bawat posisyon ng tool. Nagdagdag ako ng ilang karagdagang mga magnet sa duyan gamit ang mainit na pandikit, at ang mga problema kung saan nawala. Nag-print din ako 3D ng may hawak ng nozel sa pamamagitan ng Sp0nge na magagamit sa Thingiverse, at iikot ito sa duyan. Ang mga turnilyo ay medyo maikli, ngunit kung hindi mo overtightening ang mga ito ay gagawin nila ang bilis ng kamay.

Hakbang 10: Pagtatapos

Mayroong isang huling hakbang na natitira. Dumikit ang isang sticker na "Na-hack" na Arduino sa istasyon at gamitin ito.

Ang Mga Tampok ng bagong tagakontrol ay:

Mas tumpak na regulasyon ng temperatura

Hindi magsisimulang mag-init ang istasyon kung ang piraso ng kamay ay wala sa loob ng duyan habang nagpapasara

Pag-calibrate ng software para sa magagamit na temperatura (Sa pamamagitan ng pagpindot sa parehong mga pindutan ng haba)

Cold air mode (Sa pamamagitan ng pagpindot sa parehong mga pindutan ng maikli)

Buzzer

Mabilis na cool down mode

Ganap na OpenSource (Kaya maaari mong ad / baguhin / alisin ang mga tampok nang napakadali)

Pagtuklas ng kasalanan ng fan

Sleep mode (preset hanggang 10 minuto, mai-e-edit gamit ang parameter SLP)

Mga Sanggunian:

Opisyal na thread ng EEVBlog

Blog ni madworm (spitzenpfeil)

Pahina ng GitHub ni madworm (spitzenpfeil)

Blog ni Poorman's Electronic

May-ari ng Nozzle ng Sp0nge

MK1841 Datasheet