Reflow Soldering Hotplate: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ang paghihinang ng maliliit na bahagi ng SMD ay maaaring maging mahirap, ngunit ang proseso ay maaari ding awtomatiko. Maaari itong magawa sa pamamagitan ng paglalapat ng soldering paste at pagluluto sa hurno, alinman sa isang (sumasalamin) na oven o sa isang mainit na plato (tulad ng isang plato sa pagluluto sa iyong kusina). Sa paligid ng web, nakita ko ang maraming mga DIY reflow oven; sa palagay ko mayroon silang isang malaking downside: tumatagal sila ng maraming puwang. Kaya't nagpasya akong magtayo ng isang hotplate sa halip.

Ang hotplate ay ganap na napaprograma, upang ang anumang profile sa pag-aayos ay maaaring idagdag. Ang proseso ng reflow ay pagkatapos ay ganap na na-automate. Tayo na ang magtayo!

Hakbang 1: Mga Bahagi at Tool

Mga Bahagi

• Mainit na plato, nakuha ko ang akin mula sa isang matandang wok
• Solid State Relay (SSR)
• Kord na kuryente
• USB powerplug (US plug)
• LCD
• Prototyping board
• Arduino nano
• Mga header ng babae
• I-type ang K Thermocouple + MAX 6675 amplifier
• Push button
• USB sa mini USB cable

Mga kasangkapan

• Mga clamp
• Pandikit ng kahoy
• Lasercutter
• Drill
• Panghinang

Hakbang 2: Ang Kaso

Para sa kaso mayroon kaming dalawang mga pagpipilian, depende sa iyong hotplate. Ang isang unang pagpipilian ay upang baguhin ang umiiral na enclosure, ito ay mabubuhay kung ito ay sapat na malaki upang mapaunlakan ang isang SSR, LCD atbp. Sa aking kaso gayunpaman, walang sapat na silid, kaya't kailangan kong magdisenyo ng bago.

Ang kaso ay gawa sa lasercut MDF. Dahil sa buhay na bisagra, ang disenyo na ito ay maaari lamang gawin sa isang lasercutter: ang mga maliliit na slits sa MDF ay nagagawa nitong yumuko. Ang mga piraso ay maaaring nakadikit nang magkasama bilang isang palaisipan, gumamit lamang ng sapat na mga clamp. Idagdag ang mainit na plato at i-secure ito sa lugar (ang minahan ay ligtas na may mga turnilyo sa ilalim).

Ang ilang mga karagdagang butas ay kailangang mai-drill: isa para sa power cord, isa para sa pindutan at dalawa para sa LCD. Sa ganitong paraan, ang anumang pindutan, lcd,… na iyong inilalagay sa paligid ay maaaring gawin upang magkasya. Ang LCD ay maaaring pagkatapos ay mai-screwed sa lugar, kasama ang pindutan.

Ang thermocouple ay dapat na mahigpit na pinindot laban sa mainit na plato. Mag-drill ng isang butas at pakainin ang thermocouple. Susunod, dapat itong pindutin laban sa MDF. Gumamit ako ng isang maliit na lata ng lata, ngunit maaari mo ring gamitin ang tape o isang zip tie (mag-drill ng 2 butas sa tabi ng butas ng thermocouple at pakainin ang zip tie kahit na ang mga ito).

Isang bagay na dapat magkaroon ng kamalayan: maaari kang magtaka kung ang paggamit ng MDF na kasama ng isang 250 ° C plate sa pagluluto ay isang magandang ideya. Sa pangkalahatan hindi ito, ngunit ginawa ko ang kaso tulad na hindi ito isang panganib.

Ang mga bahagi ng MDF ay hinahawakan lamang ang mga paa ng hotplate, na kung saan ay mas malamig (max 60 ° C) kaysa sa tuktok ng hotplate. Kahit saan man, ang MDF at hotplate ay pinaghihiwalay ng isang maliit na agwat ng hangin. Dahil ang hangin ay napakahusay na insulator, ang MDF ay hindi umiinit, lalo na't masunog. Bukod dito, ang temperatura ay mataas lamang sa loob ng ilang minuto, kaya't ang mga binti ay hindi maaaring maabot ang parehong temperatura tulad ng sa tuktok (ang matatag na estado ay hindi naabot).

Idinagdag ko ang file na Fusion 360 upang maisaayos mo ito sa iyong mga pangangailangan. Tandaan lamang ang babala sa itaas kapag inaayos ang disenyo para sa iyong sariling hotplate.

Hakbang 3: Elektronika

Ang bahagi ng electronics ng proyektong ito ay prangka, kailangan lang naming ikonekta ang ilang mga module nang magkasama. Ang Arduino ay nakakakuha ng temperatura mula sa isang thermocouple, na ang signal ay pinalakas ng MAX6675. Ipinapakita nito ang temperatura sa isang LCD at lilipat ng Solid State Relay (SSR) kung kinakailangan. Ang lahat ay nakalarawan sa diagram.

Mababang boltahe

Dahil hindi sila gumuhit ng maraming lakas, maaari lamang naming ikonekta ang lahat sa mga pin ng Arduino at i-configure ang kinakailangang mga pin para sa lakas at lupa.

Dahil sa ilang mga limitasyon sa puwang, hindi ito naging maayos tulad ng inaasahan ko. Inilagay ko ang lahat sa isang maliit na piraso ng perfboard, na hinang sa likod ng LCD screen. Ang MAX6675 ay na-tape sa likod gamit ang ilang dobleng panig na tape.

Ang Arduino ay pinalakas sa pamamagitan ng mini USB port, kaya ikonekta namin ito sa pamamagitan ng isang USB cable sa power brick. Magandang ideya na subukan ang system sa puntong ito bago magpatuloy.

Mataas na boltahe

Maaari na nating ikonekta ang mismong hotplate. Dahil ito ay mga kable ng mains, dapat tayong maging maingat: siguraduhin na ang lahat ay hindi naka-plug kapag gumagana ito!

Una sa lahat, dapat nating ground ang hotplate upang maiwasan ang electrocution kung may mali man. Ihubad ang cable ng kuryente at mahigpit na i-tornilyo ang dilaw / berde na grounding wire sa pambalot.

Susunod, ikonekta namin ang dalawang mga terminal ng hotplate sa mains sa pamamagitan ng SSR. Ikonekta ang live na kawad (nakasalalay ang kulay ng code sa iyong bansa) sa isang bahagi ng SSR. Ikonekta ang pangalawang bahagi ng SSR sa hotplate sa pamamagitan ng isang maikling wire (parehong gauge / diameter tulad ng power cable). Ang kabilang dulo ng hotplate ay papunta sa walang kabutihang kawad. Nagdagdag ako ng isang larawan ng mga kable bago i-mount ang hotplate sa kaso upang linawin ito.

Ang kable ng adapter ng kuryente ay mas madali: ang live na wire ay papunta sa isang terminal, at ang walang kinikilingan sa iba pa. Bagaman nakatira ako sa Europa, gumamit ako ng US power adapter para dito: ang mga butas sa mga prong ay napaka-maginhawa upang ikabit ang mga terminal ng spade.

Binalot nito ang electronics, ngayon ay nagbibigay-daan sa pumutok ang ilang mga buhay sa ito ng code.

Hakbang 4: Programming

Ang code ay kung ano ang nagiging isang pipi wok sa isang reflow hotplate. Pinapayagan kaming tiyakin na makontrol ang temperatura at magdagdag ng mga pasadyang profile ng reflow.

I-reflow ang mga profile

Sa kasamaang palad, ang reflow soldering ay hindi kasing simple ng pag-on ng heater, paghihintay at pag-off ulit nito. Kailangang sundin ng temperatura ang isang tukoy na profile, ang tinatawag na profile ng reflow. Ang isang mahusay na paliwanag ay matatagpuan dito, o sa iba pang mga lugar sa interwebs.

Pinapayagan ng code na mag-imbak ng maraming mga profile upang masiyahan ang iba't ibang mga pangangailangan (pangunahin nangunguna o walang lead na solder). Ang isang simpleng pindutin ang pindutan ay lumilipat sa pagitan nila. Ang mga ito ay idinagdag sa Times_profile at Temps_profile, na parehong 4 na mga vector vector. Ang unang haligi ay para sa preheat phase, ang pangalawa para sa soak phase, pagkatapos ay umakyat at sa wakas ay ang reflow phase.

Pagkontrol sa hotplate

Ang pagmamaneho ng mainit na plato na tulad nito ay sumusunod sa daanan na ito ay hindi prangka. Ang agham sa likod nito ay tinatawag na control theory. Ang isang tao ay maaaring mapunta dito ng malalim at idisenyo ang perpektong controller, ngunit panatilihin namin ito kasing simple hangga't maaari habang tinitiyak pa rin ang isang mahusay na resulta. Ang pag-input sa aming system ay ang SSR, na binubuksan o patayin, at ang output ay ang temperatura, na masusukat natin. Sa pamamagitan ng pag-on o pag-off ng SSR, batay sa temperatura na ito ipinapakilala namin ang feedback, at iyon ang nagbibigay-daan sa amin upang makontrol ang temperatura. Ipapaliwanag ko ang proseso nang intuitively hangga't maaari, at ipaliwanag kung paano mo makikilala ang iyong tukoy na hot plate upang gumana sa code na ginawa ko.

Alam nating lahat na kapag binubuksan ang isang pampainit, hindi ito agad nag-iinit. Mayroong pagkaantala sa pagitan ng pag-on nito sa (aksyon) at pagiging mainit (reaksyon). Kaya't kapag nais nating maabot ang isang temperatura na 250 ° C, dapat nating patayin ang hotplate ilang oras bago iyon. Masusukat ang pagkaantala na ito sa pamamagitan ng pag-on sa hotplate at pagsukat ng oras sa pagitan ng pag-on, at pagbabago sa temperatura. Ipagpalagay natin na ang pagkaantala ay 20 segundo. Punan ito para sa variable na "timeDelay".

Ang isa pang paraan ng pagtingin dito ay ang mga sumusunod: kung papatayin namin ang pampainit sa 250 ° C, maaabot nito ang isang mas mataas na halaga - sabihin nating 270 C - at pagkatapos ay magsimulang mag-cool cool. Ang pagkakaiba sa temperatura ay ang overshoot - 20 ° C sa aming kaso. Punan ito para sa variable na "overShoot".

Sa konklusyon: ang pag-abot sa 250 ° C ay nangangailangan sa amin upang patayin ang hotplate sa 230 ° C at maghintay ng isa pang 20 segundo para maabot ng hotplate ang labis na temperatura na ito.

Kapag bumaba ang temperatura, ang hotplate ay dapat na muling buksan. Ang paghihintay para sa isang patak ng 20 ° C ay hindi magbibigay ng magandang resulta, kaya't gumamit ng ibang threshold. Ito ay tinatawag na control with hysteresis (iba't ibang mga halaga upang i-on at i-off). Ang mga maliliit na pagsabog ng max 10 segundo ay ginagamit upang mapanatili ang temperatura.

Mga sukat

Upang ma-verify ang controller, na-log ko ang data sa isang excel file sa pamamagitan ng Putty (isang serial terminal para sa PC na may ilang mga kahanga-hangang tampok). Tulad ng nakikita mo, ang nagawa ng profile na profile na ginawa ay higit pa sa sapat na mabuti. Hindi masama para sa murang electric wok!

Hakbang 5: Subukan at Masiyahan

Tapos na! Ginawa namin ang isang lumang wok sa isang reflow hotplate!

I-plug in ang hotplate, pumili ng isang profile na sumasalamin at hayaang gumana ang makina. Pagkatapos ng ilang minuto, ang solder ay nagsisimulang natutunaw at ibinebenta ng lahat ng mga bahagi sa lugar. Siguraduhin lamang na hayaan ang lahat na cool down bago hawakan ito. Bilang kahalili, maaari din itong magamit bilang pre-heater, na madaling gamitin para sa mga board na may malalaking eroplano sa lupa.

Inaasahan kong nagustuhan mo ang proyekto at nakakita ng inspirasyon upang gumawa ng katulad na bagay! Huwag mag-atubiling suriin ang aking iba pang mga itinuturo: