DIY Reflow pećnica s Reflowduinom: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Reflowduino je sve-u-jednom Arduino-kompatibilna kontrolna ploča koju sam osobno dizajnirao i izgradio, i može lako pretvoriti toster pećnicu u pećnicu za ponovno punjenje PCB-a! Poseduje svestrani mikroprocesor ATmega32u4 sa mikro USB interfejsom za programiranje, integrisano sučelje termoelementa tipa MAX31855 K sa filtriranjem šuma, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) za laku komunikaciju sa mobilnim uređajem, punjenje LiPo baterije i indikaciju statusa, opcionalna čvrsta državni relej i piezo zvučnik za sviranje vaših omiljenih tematskih pjesama. Još bolje, sve sam ovo objavio kao potpuno otvoreni izvor za uživanje, uključujući EAGLE PCB datoteke, primjer Arduino IDE koda, uzorak Android aplikacije za Bluetooth kontrolu i potpune vodiče o tome kako promijeniti toster za početak kuhanja '!

Ako želite naručiti Reflowduino ili Sidekick relejni modul, posjetite moju web stranicu!

Za potpunu dokumentaciju, izvorne datoteke, sheme i opsežnije informacije o Reflowduinu posjetite službenu stranicu Github -a ovdje.

Sada počnimo!

Korak 1: Okupite svoje dijelove

Lista delova

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + solid-state relej (koristit ću Sidekick relejni modul)
• Termopar K-tipa (uključen u Reflowduino)
• Reflowduino izvor napajanja: LiPo baterija, 5V mikro USB (sa laptopa ili adaptera), ili oboje!
• Toster ili pećnica (koristila sam ovu pećnicu za toster od 1100 W kada je koštala oko 20 USD)
• Odvijač (za odvajanje pećnice za toster)
• Mali odvijač s ravnom glavom (za vijčane stezaljke)
• Pametni telefon ili Bluetooth uređaj. Trenutno je dostupna samo Android verzija aplikacije
• Opciono: laptop za prikupljanje i grafikoniranje podataka u realnom vremenu putem programa Excel! Morat ćete povezati Reflowduino s prijenosnim računalom putem mikro USB -a da bi ovo funkcioniralo.

Sljedeće stavke potrebne su samo ako želite napraviti mnogo prilagođavanja vašoj pećnici s reflowom (u većini slučajeva nije potrebno):

• Rezači žice
• Lemilica i lemljenje
• 14-18 AWG žica (sa žicom se lakše nosi)
• Termoskupljajuće cijevi odgovarajuće veličine za izolaciju žica. Zavisi od vašeg postavljanja.
• Zaštitne naočale (čuvajte se, ovdje se radi o naponima u mreži!)
• Rukavice (lim tostera može biti oštar i njime upravljati vijcima koji vire posvuda!)

Odricanje od odgovornosti: Ako ste početnik u elektronici ili nemate odgovarajuće iskustvo za rad s mrežnim naponom, predlažem da se ne petljate s tim, posavjetujete se sa stručnjakom ili nastavite učiti dok ne budete dovoljno vješti. ! Ne snosim odgovornost za bilo kakve nezgode koje mogu nastati uslijed zloupotrebe Reflowduino PCB -a ili njegovih povezanih komponenti i električnog sistema (uključujući napajanje iz mreže, ploče prekidača itd.). Poduzmite sve mjere opreza prema potrebi. Osim toga, ne preporučuje se upotreba istog uređaja za pretapanje PCB -a kao i za kuhanje hrane za potrošnju. To može dovesti do trovanja hranom, posebno ako za svoje PCB -ove koristite lemljeni lem sa olovom. Vi ste u potpunosti odgovorni za svoje postupke i radite ih na vlastitu odgovornost!

S obzirom na to, udaljite se od prijatelja … zabavite se i čuvajte se!

Reflowduino & Sidekick

NAPOMENA: Sada postoji i dodatni modul pod nazivom "Reflowduino32" za razvojnu ploču ESP32 za bežičnu kontrolu pećnice za ponovno punjenje. Molimo pogledajte stranicu Reflowduino Github za potpunu dokumentaciju, kao i ovaj vodič za pećnicu s prenamjenom ESP32!

Prije svega, postoje dvije verzije Reflowduina: Basic i Pro, a ovisno o vašoj aplikaciji možda ćete odabrati jednu ili drugu. Zatim sam napravio zgodan poluprovodnički relejni modul pod nazivom Solid-State Sidekick koji za vas rukuje svim mrežnim ožičenjima i potpuno eliminira potrebu za lemljenjem bilo čega. Jednostavno priključite uređaj izravno u Sidekick kao i dvije relejne ulazne žice iz Reflowduina i sve je spremno!

Ispod je sažetak vaših dostupnih opcija:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + drugi poluprovodnički relej (odaberite svoj)
4. Druga ploča kompatibilna s Arduinom + sučelje termoelementa + termopar + Bluetooth modul + Solid-State Sidekick (ili drugi relej) + "naprtnjača" od LiPo baterije (opcionalno)

Prva opcija dolazi s relejem koji je već ugrađen u Reflowduino. Ovo je sveobuhvatna dobra opcija za kontrolu bilo koje općenite toster peći ili ploče za kuhanje, posebno ako sami želite lemiti žice i uštedjeti nešto novca.

Druga je opcija daleko najjednostavnija (i najsigurnija) opcija i ne zahtijeva nikakvo lemljenje ili podešavanje uređaja, osim ako to zaista ne želite, jer modul releja Sidekick ima relej u čvrstom stanju, kao i sve potrebne stavke za jednostavno spojite stvari na njega tako što ćete ih priključiti. Da, dobro ste me čuli! To znači da možete upravljati bilo kojom toster pećnicom, a da je čak ni ne otvarate!

Treća je mogućnost ako biste radije odabrali vlastiti poluprovodnički relej, možda s većim kapacitetom struje ili iz nekog drugog razloga, poput prilagođene konfiguracije ugradnje (tko zna?).

Posljednja opcija je za one koji možda već imaju puno dijelova koji leže okolo i žele brzo sastaviti nešto bez kupovine nečeg novog, što je također sasvim u redu! Arduino možete koristiti zajedno s nečim poput ove ploče za razbijanje termoelementa i, naravno, samog termoelementa. Da biste koristili demo aplikaciju, trebat će vam i Bluetooth modul HM-10 osim ako ne želite izostaviti bežičnu komunikaciju i držati se grafičkog prikaza podataka u Excelu putem računala. Imajte na umu da ćete, ovisno o tome koje dijelove odaberete, morati promijeniti demo kôd tako da odgovara vašim potrebama.

Resursi:

• Kliknite ovdje za brze specifikacije Reflowduina.
• Kliknite ovdje za opis ispisa Reflowduino

Solid-State relej

Ako koristite Reflowduino Pro, možete preskočiti ovaj odjeljak, ali ako koristite Reflowduino Basic, morat ćete nabaviti Sidekick ili odabrati vlastiti relejni modul. Prilikom odabira vlastitog provjerite sljedeće:

• Tip releja: mora biti čvrst, a ne samo konvencionalni kontaktni relej. MOŽDA ćete moći pobjeći s konvencionalnim relejem za našu posebnu primjenu (budući da ćemo koristiti kontrolu proporcionalnosti vremena, a ne kontinuirani PWM), ali to nije zajamčeno ili preporučeno. Također ćete čuti relej kako "klikće" svaki put kada se uključi, što može biti neugodno.
• Optoizolacija: potražite onu koja je optički izolirana radi sigurnosti. To znači da možete biti sigurni da vaš Arduino neće biti pogođen 120V/240VAC!
• Kontrolni napon: mora biti kompatibilan sa 3.3V ili 5V
• Izlazna ocjena: mora podnijeti količinu struje koju će vaš uređaj koristiti. za bilo koji američki uređaj (koji se legalno koristi) 15A/120VAC je sve što će vam ikada trebati otkad se prekidači spoje na 15A.

Optoizolirani poluprovodnički relej Reflowduino Pro ima kontrolni napon 3-15VDC i može podnijeti do 25A/240VAC uz odgovarajuće konvekcijsko hlađenje. U normalnim okolnostima može podnijeti 10A/240VAC ili 20A/120VAC što će biti dovoljno dobro za sve američke uređaje i trebalo bi biti primjereno za većinu 240VAC uređaja.

Resursi:

Reflowduino solid-state relej PF240D25R tehnički list

Toster ili pećnica

Prilikom odabira pećnice za toster važno je odabrati onu odgovarajuće veličine za vašu primjenu, jer je manja jednaka većoj učinkovitosti u smislu zagrijavanja! Međutim, i veći će raditi, samo provjerite recenzije da biste se uvjerili da nije potpuno smeće. Osobno sam ovaj kupio od Walmarta za oko 21 USD sa porezom kada je bio na akciji.

Takođe je dobra ideja da budete sigurni da ćete imati ravnu metalnu ladicu za postavljanje PCB -a. Mnoge toster pećnice (uključujući i onu koju sam kupio!) Dolaze s ladicama koje imaju izbočine i šare na roštilju, a ovo definitivno nije idealno za ponovno punjenje PCB -a jer uzrokuje toplinske neujednačenosti na PCB -u. Međutim, imao sam sreće jer je poslužavnik za kapanje bio savršen za ono što mi je trebalo, pa sam samo izbacio metalni roštilj i posudu za kuhanje s kojima je došao.

Za ploče za kuhanje jednako je važno odabrati onu s ravnom površinom. Većina ploča za kuhanje ima udubljenu kružnu površinu na sredini ploče koja nije poželjna, pa pokušajte minimizirati ovu površinu kako biste imali najviše prostora za postavljanje vaših PCB -a. Također odaberite grijaću ploču koja ima samo jedno dugme (kontrola temperature) jer na ovaj način nećete morati čak ni da je otvarate da biste prilagodili ožičenje!

Više informacija o ovoj temi potražite na Github wiki stranici.

Korak 2: Povežite se

Sada kada imate dijelove, vrijeme je da sve povežete! Postoji mnogo načina za oblaganje tostera, pa poslušajte i svakako pročitajte prethodno izjavljeno odricanje odgovornosti!

Hot Plates

Za bilo koji uređaj glavni princip je prebacivanje kabela pod naponom kabela za napajanje postavljanjem releja u niz sa žicom pod naponom i zaobilaženje upravljačkih gumba uređaja ako je potrebno. Za ploče za kuhanje s jednim gumbom za kontrolu temperature ne morate čak ni podešavati samu ploču za kuhanje; možete jednostavno okrenuti dugme na HIGH (maksimalna postavka) i spremni ste! Ovo osigurava napajanje ploče za kuhanje (kontakt unutar ploče za kuhanje bit će zatvoren) kada je relej uključen.

Za trajne instalacije možete ili odrezati kabel za napajanje i spojiti ga, ili to možete učiniti putem kontakata kabela za napajanje. Opet, uvijek dobro izolirajte sve veze. Slijedite opću shemu na prvoj slici i trebali biste biti spremni za ponovni prikaz!

Imajte na umu da sam samo za testiranje koristio kopče od aligatora i drugi kabel za napajanje (s kopčama od aligatora na krajevima). Ovo se ne preporučuje i treba ga koristiti samo za privremeno testiranje. Za trajnije instalacije trebate lemiti i izolirati sve ili upotrijebiti Sidekick da sve uključite.

Toster pećnice

Tosterima se upravlja pomoću potpuno istog koncepta kao i ploča za kuhanje jer ih obično možete kontrolirati bez dodirivanja ožičenja jednostavnim povećavanjem dugmeta za temperaturu, postavljanjem postavke na "Pečenje" tako da su i grijaće niti uključene i van tajmera. Ovisno o tosteru, možda ćete imati i funkciju "Ostani uključen", tako da ne morate brinuti da će tajmer isteći!

Međutim, ako ga i dalje želite rastaviti, prilagodite ožičenje kako biste zaobišli gumbe i dodali prilagođene kontrole u ime znanosti, i dalje možete! Srećom, čak i ako ga želite rastaviti, opći je princip i dalje vrlo jednostavan: morate odspojiti sve tipke koje su spojene na žicu pod naponom i pričvrstiti sve grijaće niti na žicu pod naponom tako da se uključe punom snagom kada kabel za napajanje priključite u zid.

U ovom Instructable -u neću odvojiti vrijeme da prođem kroz ovo, ali možete vidjeti kako sam prilagodio svoju toster pećnicu na mojoj Github wiki.

Korak 3: Postavljanje softvera

Sada kada ste postavili sav hardver, idemo kroz to kako postaviti softver.

Postavljanje aplikacije

Pogledajte ove upute o tome kako instalirati demo aplikaciju Reflowduino i kako uvesti spremljene podatke u Excel iz aplikacije.

Kratak rezime:

• Aplikacija je trenutno samo za Android i potpuno je otvorenog koda!
• Aplikacija prikazuje temperaturu u stvarnom vremenu i grafički ju prikazuje nakon pokretanja procesa ponovnog punjenja.
• Aplikacija također sprema podatke nakon završetka procesa preusmjeravanja ili prekidanja te se podaci mogu uvesti u Excel na analizu!

Arduino IDE postavljanje

Pogledajte ove upute za postavljanje Arduino IDE -a i instaliranje potrebnih knjižnica.

Kratak rezime:

• Učitajte kôd "Reflowduino_Demo", odaberite "Adafruit Feather 32u4" pod Alati -> Ploče u Arduino IDE -u.
• Prevedite ga samo da biste bili sigurni da ste pravilno instalirali sve biblioteke.
• Otpremite kôd u Reflowduino i imajte na umu da ćete možda morati pritisnuti gumb za poništavanje na Reflowduinu ako Arduino IDE počne tražiti port.

Reflowduino Demo

Pogledajte ove upute o upotrebi Reflowduino demo koda.

Kratak rezime:

• Demo skica Reflowduino omogućava vašem Reflowduinu da radi zajedno s demo aplikacijom putem Bluetootha.
• Reflowduino očitava temperaturu s termoelementa i šalje podatke u aplikaciju putem Bluetootha svake 2 sekunde.
• Reflowduino koristi PID kontrolu proporcije vremena za kontrolu poluprovodničkog releja tokom procesa reflowa.
• Za samostalni rad, komentirajte red koji ima "while (! Serial) delay (1);" koji čeka da se uspostavi serijska veza prije izvođenja stvarnog koda.
• Reflowduino možete učiniti kao tipkovnicu postavljanjem varijable "enableKeyboard" na true pri vrhu skice za upotrebu s ovom Excel datotekom za demonstraciju. Time će Reflowduino "upisati" podatke u Excel u stvarnom vremenu kada je povezan putem USB -a. Samo pazite da se prilikom pokretanja procesa ponovnog premještanja kursor nalazi u prvoj dostupnoj ćeliji (A2) u Excelu!

Demo videa

• Ovaj video prikazuje podatke koje Reflowduino unosi u Excel.
• Ovaj video prikazuje opći rad aplikacije i hardversko postavljanje s tosterom.
• Ovaj video prikazuje šta se događa na kraju procesa ponovnog zasipavanja.

Resursi

• Na Githubu uvijek možete pronaći najnoviji Arduino kod i Excel demo datoteku za unos podataka u stvarnom vremenu
• Na Githubu možete pronaći i najnovije datoteke aplikacija za Android

Korak 4: Rezultati i zaključci

Rezultati

U privitku je nekoliko krupnih ploča ploče koju sam ponovno obložio pomoću Reflowduina i neke paste za lemljenje na niskim temperaturama s temperaturom ponovnog ulijevanja na 155 ° C (čini se da se ova pasta za lemljenje pretače na nižoj temperaturi od preporučenih 165 ° C, i Uočio sam da se kretanje reflow -a počelo događati na oko 125 ° C, a ne na reklamiranih 138 ° C "temperatura topljenja"). Lemljeni spojevi su bili savršeni i nisam mogao tražiti ništa bolje!

Izrada vlastitih ploča

Dizajn PCB -a: Za dizajn PCB -a osobno koristim Autodesk EAGLE koji je besplatan, ali moćan alat koji vam omogućuje brzo stvaranje kvalitetnih PCB -a! Takođe ima neke zaista sjajne funkcije, poput sinhronizacije 3D modela vašeg PCB -a sa i na Fusion 360.

PCB prototipovi: Za brze i pristupačne prototipe otkrio sam da OSH Park nudi najbolju kvalitetu. Koriste postupak bez olova nazvan ENIG koji zapravo pozlaćuje kontakte tako da će izgledati jako dugo!

Montaža PCB -a: Koristite Reflowduino za sastavljanje ploča!

Zaključci

Sveukupno gledano, Reflowduino je savršen hardver za upravljanje bilo kojom tosterom ili ringlom! S Reflowduino Pro možete napraviti potpuno funkcionalnu pećnicu s reflowom sa svim zvonima i zviždaljkama za nešto više od 100 USD (s tosterom od 20 USD). Još neke tehničke napomene možete vidjeti ovdje.

Ako vam se svidio ovaj projekt, komentirajte ispod i ne ustručavajte se postavljati pitanja, davati prijedloge ili davati konstruktivne povratne informacije! Ako želite vidjeti nešto napravljeno, prvo se obratite listi obaveza za poboljšanja o kojima se već razmišlja. Trenutno sam u procesu prikupljanja stvari za pokretanje Indiegogo kampanje pa vas molim da proširite vijest!

Još jednom, hvala na podršci, a ovo ne bih mogao učiniti bez svih onih koji su uložili vlastite napore sa svima!

• Ako vam se svidio ovaj projekt, podijelite ga, dodajte srce i glasajte za Reflowduino!
• Ako ponovite ovaj projekt, podijelite svoje rezultate i savjete koji bi drugima mogli biti korisni!
• Možda će vas zanimati i ovaj dodatni vodič o korištenju ESP32 i novog dodatnog modula Reflowduino32!
• Ako imate bilo kakvih pitanja, komentara ili nedoumica, ne ustručavajte se pitati ih ili ih podijeliti!

~ Tim