858D SMD Hot Air Reflow Station Hack: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Minulla on pieni elektroninen laboratorio, jossa korjaan rikkinäisen elektroniikan ja teen pieniä harrastusprojekteja. Koska siellä on yhä enemmän SMD -tavaraa, oli aika hankkia oikea SMD -reflow -asema. Katsoin hieman ympärilleni ja huomasin 858D olevan erittäin hyvä asema hintaan nähden. Löysin myös avoimen lähdekoodin projektin, jonka madworm (spitzenpfeil) käynnisti vuonna 2013 ja joka korvasi alkuperäisen 858D -lämpötilansäätimen ATmega micro -laitteella. Koska täydellistä opasta ei ole, päätin kirjoittaa yhden. Siellä on 4 erilaista versiota, joissa on eri mikrot 858D: stä, joita myydään kymmeniä eri merkkejä. Nykyisessä mallissa (huhtikuu 2017) on MK1841D3 -ohjain, ja sitä käytän. Jos sinulla on erilainen IC, tutustu alkuperäiseen ketjuun osoitteessa EEVblog.com. niin kaikki ansiot hänelle!), OSH Park, tulee 3: n pakkauksessa, mutta tarvitset vain yhden kerran - ATMega328P VQFN -paketti1x - LM358 tai vastaava DFN8 -paketti 0805 Package1x - 1MΩ vastus 0805 Package1x - 1Ω resistor 1206 Package5x - 100nF kondensaattori 0603 Package4x - 1µF kondensaattori 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED -väri 0608 Package1x 2x6 Header (ISP -ohjelmointi) 1x IC -liitäntäadapteri 20P

1x BC547B tai vastaava transistori

1x 10KΩ 0,25W langallinen vastus

jotkut langattomat Valinnainen: 1x summeri2x lisäjäähdytyselementit1x HQ IC -liitäntä 20Pin1x C14-pistoke tai vastaava) Valinnainen: ESD -matto ja rannekeOscilloskooppiESD -harja

Vaihe 1: Kokoa piirilevy

Jos työskentelet sähköstaattisille herkille laitteille, sinun on aina saatettava sinut ja virtapiiri samaan sähköpotentiaaliin, jotta ne eivät vahingoitu. Ennen kuin aloitat osan ottamisen, sinun on koottava piirilevy. Aloita levittämällä juotospastaa (tai tavallista juotetta) piirilevyn yläpuolella oleville tyynyille ja aseta kaikki SMD -komponentit paikoilleen, varastosuunnitelma sivulle 1:

R4 = 1MΩ 0805 Pakkaus

R7 = 1kΩ 0805 Pakkaus

R8 = 1kΩ 0805 Pakkaus

R9 = 10 kΩ 0805 Pakkaus

C1 = 100nF 0603 Pakkaus

C6 = 100nF 0603 Pakkaus

C7 = 100nF 0603 Pakkaus

C8 = 100nF 0603 Pakkaus

C9 = 1µF 1206 Pakkaus

VR1 = 10KΩ 3364 Paketti

VR2 = 10KΩ 3364 Paketti

D1 = LED 0608 Pakkaus

U2 = Atmega VQFN -paketti

Tarkista al-komponenttien napaisuus ja virtaa piirilevy uudelleen. Huomaa, että kuvissani LED on väärässä suunnassa! Toista toisella puolella, varastosuunnitelma:

R1 = 10KΩ 0805 Pakkaus

R2 = 390Ω 0805 Pakkaus

R3 = 390Ω 0805 Pakkaus

R5 = 100KΩ 0805 Pakkaus

R6 = 390Ω 0805 Pakkaus

C2 = 1µF 1206 Pakkaus

C3 = 100nF 0603 Pakkaus

C4 = 1µF 1206 Pakkaus

C5 = 1µF 1206 Pakkaus

U1 = LM358 DFN8 -paketti

Kun olet puhdistanut Flux -jäännökset, juota ISP -otsikon ja IC -pistorasian sovittimen ja tee juotosilta keskiosan ja "GND" -merkityn tyynyn väliin.

Vaihe 2: Testaus ja ohjelmointi

Seuraava vaihe on testata piirilevy pikavalintojen varalta. Turvallisin tapa tehdä tämä on kytkeä virtapiiri laboratorion virtalähteen yli asettamalla virtarajaksi muutama mA. Jos se kulkee ilman oikosulkuja, on aika ohjelmoida mikro. Tein yhden raihein version 1.47 perusteella, joka voidaan ladata GitHub -sivultani. Se perustuu madwormin uusimpaan "viralliseen" kokoonpanoon, joka on saatavana myös GitHubissa. Ladatun. ZIP -tiedoston sisällä on.ino -tiedosto ja.h -tiedosto, jotka voidaan avata ja koota ArduinoIDE- tai AtmelStudio -ohjelmalla (ja VisualMicro -laajennuksella). Lisäksi on valmiiksi koottuja. Hex -tiedostoja, jotka voidaan ladata suoraan mikro -tietokoneeseen. Koska vain on mahdollista koota eikä ladata suoraan ArduinoIDE im -palvelusta käyttämällä AtmelStudiota. Jos haluat käyttää ArduinoIDEa, näytän sinulle, miten sitä käytetään myöhemmin. Riippumatta siitä, mitä käytät, sinun on muutettava joitain arvoja. Kaksi ensimmäistä ovat.h -tiedoston sisällä. Kaksi riviä

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

On kommentoitava ja rivit

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

On kommentoitava (tai arvoja on muutettava). Toiseksi ovat kaksi kiitettävää CPARAM -riviä, jotka on kopioitava ja korvattava kaksi CPARAM -riviä.ino -tiedoston sisällä. Tämä EI ota käyttöön Vakiovirta -tunnistustilaa, koska se käyttää A5: n nastaa A2 Instaed, joka on liitetty väärin tällä levyllä! Viimeisin muutos on TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT.h -tiedostossa, joka asettaa lämpötilan kertojan. Tämä arvo riippuu aseman tyypistä. 230 V: n mallissa sen pitäisi olla noin 21, 115 V: n mallissa noin 23-24. Tätä arvoa on muutettava, jos näytetty lämpötila ei vastaa mitattua lämpötilaa. Ne voidaan myös muuttaa myöhemmin suoraan asemalta puhaltimen nopeuden arvoina. Näiden arvojen muuttamisen jälkeen on aika koota koodi.

AtmelStudio: AtmelStudiossa voit yksinkertaisesti valita AtMega328 mikroksi, painaa Käännä ja Lähetä -painiketta ja sen pitäisi tehdä temppu. Minun tapauksessani se jotenkin ei ladannut, joten minun piti vilkuttaa heksatiedosto manuaalisesti.

ArduinoIDE: ArduinoIDE -ohjelmassa kääntäminen on hieman erilaista kuin tavallisesti. Sen sijaan, että painat vain Lähetä -painiketta, sinun on siirryttävä Luonnos -välilehteen ja napsautettava Vie käännetty binääri. Projektikansioon vaihtamisen jälkeen löydät kaksi heksatiedostoa. Toinen bootloaderilla ja toinen ilman bootloaderia. Ilman käynnistyslatainta haluamme sellaisen. Voit vilkaista sen käyttämällä AtmelStudioa, AVRdudea tai muuta yhteensopivaa ohjelmistoa.

Molemmat: Tiedoston vilkuttamisen jälkeen sinun on asetettava sulakkeet. Sinun on saatava ne 0xDF HIGH, 0xE2 LOW ja 0xFD EXTENDET. Kun sulakkeet ovat palaneet, voit irrottaa ohjelmoijan ja piirilevyn.

Vaihe 3: Purkaminen

Todelliseen hakkerointiin. Aloita irrottamalla neljä ruuvia etupuolelta, ja etukansi irtoaa. Aseman sisäosan pitäisi näyttää hyvin samalta kuin minun. Kun olet irrottanut kaikki johdot, irrottamalla kaksi PCB -ruuvia ja edessä oleva AIR -nuppi tyhjästä piirilevystä. Piirilevyn keskellä on tärkein MK1841D3 -ohjaimen IC DIP20 -paketissa. Se oli se, joka korvattiin tässä modissa. Koska se on pistorasiassa, voit vain korvata sen uudella levyllä, mutta alkuperäinen kanta ei sopinut kovin hyvin DIP20 -pistorasiasovittimeen, joten vaihdoin sen. Piirilevyssä on vielä kaksi DIP8 -IC -korttia, MK1841D3: n vieressä oleva on 2 Mt: n sarja EEPROM. Se on myös poistettava, jotta tämä modeemi toimisi. Toinen on vain jonkinlainen OPAmp, sen on pysyttävä. Vain uteliaisuudesta laitoin EEPROMin Universal Programmeriin ja luin sen. Tulos on melkein tyhjä binääritiedosto, jonka osoite "11" on osoitteessa 11 ja 12. Todennäköisesti viimeksi asetettu lämpötila. (Valitettavasti en muista, mikä oli viimeksi asetettu lämpötila, mutta melko varmasti ei 170 ° C, ehkä 368 ° C?) Varo nostamasta tyynyjä, koska kupari ei tartu kovin hyvin piirilevyyn.

Vaihe 4: Kokoaminen uudelleen

Kun IC -pistorasia on vaihdettu onnistuneesti ja EEPROM on poistettu, sinun on tehtävä vielä yksi muutos, hakata tuuletinvirtaan. Piirilevyn juotospuolen vasemmassa yläkulmassa on yksi raita, jota on muutettava. Se menee C7: n ja tuulettimen liittimen negatiivisen nastan väliin. Jäljen leikkaamisen, juotosmaskin kaavitsemisen ja 1Ω -vastuksen juottamisen jälkeen sinun on juotettava johto negatiiviseen tuulettimen tapiin ja toinen puoli CPU -piirilevyn "FAN" -merkittyyn juotoslevyyn. Seuraava valinnainen vaihe on summerin lisääminen. Sovittaaksesi sen piirilevyyn sinun on taivutettava summerin johtoja hieman ja juotettava se PC4 -liittimeen. Kytke kaikki johdot takaisin ja jatka seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 5: Kalibroi tuulettimen anturi

Nyt on aika käynnistää uusi ohjain ensimmäistä kertaa ja kalibroida tuulettimen anturi. Vaara, sinun on työskenneltävä verkkovirralla toimivan piirilevyn parissa! Joten turvallisin tapa tehdä se on kytkeä virransyöttö asemalle eristysmuuntajan yli. Jos sinulla ei ole sellaista, voit myös irrottaa ohjausmuuntajan kuuman osan pääpiirilevystä ja kytkeä sen suoraan verkkovirtaan, jotta verkko ei ole piirilevystä. Jatka testijohdon juottamista LED -valon positiiviseen nastaan ja liitä se oskilloskooppiin. Käynnistä asema pitämällä YLÖS -painiketta painettuna, ja asema käynnistyy FAN TEST -tilassa. Se käynnistää tuulettimen ja näyttää raa'an ADC -arvon näytössä. Käännä tuulettimen nuppi minimiin ja säädä Vref -trimmeriä, kunnes oskilloskoopin näytöllä on mukavat virtapulssit. Käännä FAN -potentiometri maksimiin ja varmista, että aallonpituus on olemassa, mutta ei aaltomuodossa. Jos aaltomuoto muuttuu, säädä Vref -trimmeriä, kunnes pulssit ovat samat min ja max. Jos asema käännettiin onnistuneesti ja siirrä mittausjohto positiivisesta LED -nastasta Gain -potentiometrin vasempaan nastaan. Käynnistä Fan-test-tila uudelleen ja mittaa mittausjohdon jännite. Säädä vahvistintrimmeriä, kunnes MAX -asennossa on noin 2, 2 V. Katso nyt näyttöä. Arvon pitäisi olla noin 900. Asenna nyt kaikki suuttimesi peräkkäin käsikappaleeseen ja merkitse korkein arvo näytölle. Käännä tuuletin minimiin, ja sinun pitäisi saada arvo noin 200. Kokeile jälleen kaikkia suuttimiasi ja huomioi pienin arvo. Sammuta asema ja kytke se takaisin päälle, tällä kertaa pitämällä molemmat painikkeet painettuna. Asema siirtyy asetustilaan. Painamalla ylös ja alas voit lisätä/pienentää arvoa ja painamalla molempia vaihtaaksesi seuraavaan valikkokohtaan. Siirry kohtaan "FSL" (FAN -nopeus alhainen) ja aseta se alimpaan mitattuun ADC -arvoon (asetin sen arvoon 150). Seuraava kohta on "FSH" (tuulettimen nopeus korkea). Aseta se korkeimpaan mitattuun ADC -arvoon (asetin sen arvoon 950).

Taustalle: Asemalla ei ole tuulettimen nopeuspalautetta, joten jos tuuletin on tukossa tai kaapelikatko, ohjain ei tunnista tuuletinvikaa ja lämmitin voi palaa läpi. Koska tuulettimessa ei ole takolähtöä, paras tapa mitata tuulettimen nopeus on lisätä shuntivastus ja mitata nykyisten pulssien taajuus. Käyttämällä OPAmp: ää sekä ylä- ja alipäästösuodatinta se muunnetaan jännitteeksi, joka syötetään mikrokontrolleriin. Jos arvo alittaa tai ylittää asetetut min/max -tasot, asema ei kytke lämmitintä päälle ja antaa virheilmoituksen.

Koska testissäni 5V -säädin ja puhallintransistori kuumentuivat melkoisesti, päätin asentaa pienet jäähdytyselementit molempiin. Sammuta asema ja koota etupaneeli uudelleen.

Vaihe 6: Päivitys: TUULETINEN suurin nopeus MOD

Olen käyttänyt asemaa nyt noin vuoden ajan ja olen aina ollut siihen tyytyväinen. Minulla oli vain yksi ongelma: asema tarvitsee melko kauan jäähtyä erityisesti, jos juot hyvin pieniä komponentteja pienellä suuttimella ja alhaisella ilmavirralla. Joten pelasin vähän ympäri ja löysin tavan saada tuulettimen nopeus kytkettäväksi ohjelmiston kautta. Modi käyttää transistoria tuulettimen nopeuspotentiometrin oikosulkemiseen. Paras tapa suorittaa tämä hakkerointi on juottaa 10K -vastus pohjatappiin, lisätä lanka ja peittää kaikki johdot kutistusputkella. Seuraavaksi lyhennä tappeja hieman ja juota ne reiän kautta olemassa oleviin komponentteihin. Suojaa transistori liikkumiselta liimaamalla se kuumalla liimalla. Viimeisenä on liittää transistorikanta ATmegan MOSI -nastaan. Muokkasin ohjelmiston vaihtamaan tämän nastan, kun käsikappale asetetaan telineeseen, kunnes työkalu on jäähtynyt. Myös puhallintesti käyttää tätä tilaa saadakseen vakaan viitteen. Ohjelmisto perustuu RaiHei's V1.47: een ja on saatavilla My GitHub -sivulla

Vaihe 7: Valinnainen: Vaihda pistoke ja paranna maadoitusta

Takapaneeliin. Minun tapauksessani asemalla oli lyhyt virtajohto, joka meni yksinkertaisesti ulos takapaneelista. Koska en pitänyt siitä, päätin korvata sen C14 -pistokkeella. Jos haluat vaihtaa myös sen, aloita irrottamalla takapaneelin ruuvi. Sininen lanka on liitetty yhteen toisen langan kanssa lyhyellä kutisteputkella. Maatapissa on kaapelikenkä, joka on juotettu eikä puristettu kuten pitäisi, joten jos et vaihda johtoa, tee se ainakin uudelleen puristuskorvakkeilla. Johdon irrottamisen ja sulakkeenpitimen ruuvaamisen jälkeen on tehtävä reikä uudelle pistokkeelle. Jyrsin reiän jyrsinkoneellani, mutta jos sinulla ei ole sitä, voit leikata sen pois palapelin avulla. Asenna ja liitä sulakepidike ja pistoke takaisin paikalleen. Käsikappaleesta tulevassa maajohtimessa on myös juotettu kaapelikenkä, joten se on uusittava. Käytin litteitä kaapelikenkiä ja ruuviliitin sovittimia helpottaakseni etupaneelin irrottamista tarvittaessa. Koska maadoituksen / muuntajan kiinnitysreikien ympärillä on maalia, ne muodostavat melko huonon liitännän koteloon. Paras tapa korjata se on poistaa maali reikien ympäriltä hiomapaperilla. Takapaneelin asennuksen jälkeen mittaa kotelon ja C14 -pistokkeen GND -tapin välinen vastus. Sen pitäisi olla lähellä 0Ω.

Vaihe 8: Valinnainen: Paranna käsikappaletta

Käsikappaleeseen. Osallistumisen jälkeen näin kaksi asiaa, joista en pitänyt. Ensinnäkin: Lämmityselementin metallikuoren ja maadoitusjohdon välinen yhteys on erittäin heikko. Lanka on juuri kääritty metallikuoreen hitsatun metallipalkin ympärille. Yritin juottaa sen yhteen, mutta valitettavasti tanko on valmistettu jostakin ei-juotettavasta metallista, joten puristin sen sen sijaan yhteen. Toiseksi: Johdon pistorasiassa ei ole vedonpoistoa, joten laitan nippusiteen ympärille ja kiristän sen hyvin. Tämä ratkaisu ei todellakaan ole paras, mutta se on ainakin parempi kuin ei vedonpoistoa. Kokoa käsikappale uudelleen.

Vaihe 9: Valinnainen: Paranna telinettä

Telakan sisällä on kaksi pientä neodyymimagneettia, joita käytetään havaitsemaan, että käsikappale on telineen sisällä. Asemallani oli joitain ongelmia, koska se ei tunnistanut työkalua telineessä kaikissa työkaluasennoissa. Lisäsin kehtoon lisää magneetteja kuumaliimalla ja ongelmat katosivat. 3D -tulostin myös Thingiversesta saatavana olevan Sp0nge -suuttimen pidikkeen ja ruuvaan sen telineeseen. Ruuvit ovat hieman lyhyitä, mutta jos et kiristä niitä liikaa, ne tekevät tempun.

Vaihe 10: Viimeistely

Vielä yksi viimeinen vaihe jäljellä. Kiinnitä Arduinon "hakkeroitu" tarra asemalle ja käytä sitä.

Uuden ohjaimen ominaisuuksia ovat:

Tarkempi lämpötilan säätö

Asema ei käynnisty, jos käsikappale ei ole telineen sisällä käynnistyksen aikana

Ohjelmiston kalibrointi käytettävissä olevaan lämpötilaan (painamalla molempia painikkeita pitkään)

Kylmän ilman tila (painamalla molempia painikkeita lyhyesti)

Summeri

Nopea jäähdytystila

Täysin OpenSource (joten voit mainostaa/muokata/poistaa ominaisuuksia erittäin helposti)

Tuuletinvian tunnistus

Lepotila (esiasetettu 10 minuutiksi, muokattavissa parametrilla SLP)

Viitteet:

Virallinen EEVBlog -ketju

madworm (spitzenpfeil) blogi

madworm (spitzenpfeil) GitHub -sivu

Poorman's Electronicin blogi

Sp0ngen suutinpidike

MK1841 tuotetiedot