„Reflow“litavimo kaitlentė: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Mažų SMD komponentų litavimas gali būti gana sudėtingas, tačiau procesas taip pat gali būti automatizuotas. Tai galima padaryti tepant litavimo pastą ir kepant (perkaitimo) orkaitėje arba ant kaitvietės (kaip jūsų virtuvės viryklė). Internete mačiau daugybę „pasidaryk pats“reflow krosnių; mano nuomone, jie turi vieną didelį minusą: jie užima daug vietos. Taigi nusprendžiau pastatyti kaitvietę.

Kaitvietė yra visiškai programuojama, kad būtų galima pridėti bet kokį pakartotinio srauto profilį. Tada atnaujinimo procesas yra visiškai automatizuotas. Pradėkime statyti!

1 žingsnis: dalys ir įrankiai

Dalys

• Karštoji plokštė, aš gavau savo iš seno wok
• Kietojo kūno relė (SSR)
• Maitinimo laidas
• USB maitinimo kištukas (JAV kištukas)
• LCD
• Prototipų lenta
• Arduino nano
• Moteriškos antraštės
• K tipo termoelementas + MAX 6675 stiprintuvas
• Paspauskite mygtuką
• USB prie mini USB kabelis

Įrankiai

• Spaustukai
• Medienos klijai
• Lazerinis pjoviklis
• Grąžtas
• Lituoklis

2 žingsnis: atvejis

Šiuo atveju mes turime dvi galimybes, priklausomai nuo jūsų kaitvietės. Pirmasis variantas yra modifikuoti esamą korpusą, tai yra perspektyvu, jei jis yra pakankamai didelis, kad tilptų SSR, LCD ir tt. Tačiau mano atveju nebuvo pakankamai vietos, todėl turėjau suprojektuoti naują.

Korpusas pagamintas iš lazeriu supjaustyto MDF. Dėl gyvo vyrio ši konstrukcija gali būti pagaminta tik ant lazerinio pjaustytuvo: nedideli plyšiai MDF plokštėje leidžia sulenkti. Gabalėlius galima suklijuoti kaip galvosūkį, tereikia naudoti pakankamai spaustukų. Pridėkite kaitvietę ir pritvirtinkite ją (mano apačia yra pritvirtinta varžtais).

Reikia išgręžti keletą papildomų skylių: vieną maitinimo laidui, kitą mygtukui ir dvi skystųjų kristalų ekranui. Tokiu būdu bet kuris mygtukas, LCD, …, kurį turite, gali būti pritaikytas. Tada LCD ekraną kartu su mygtuku galima prisukti.

Termoelementas turi būti tvirtai prispaustas prie kaitlentės. Išgręžkite skylę ir padėkite termoporą. Tada jis turi būti prispaustas prie MDF. Aš naudojau mažą skardos juostelę, bet taip pat galite naudoti juostą arba užtrauktuką (išgręžkite 2 skyles šalia termoporos skylės ir padėkite užtrauktuką).

Ką reikia žinoti: jums gali kilti klausimas, ar MDF naudojimas kartu su 250 ° C virimo plokšte yra gera idėja. Apskritai tai nėra, bet aš padariau bylą taip, kad tai nekelia pavojaus.

MDF dalys liečia tik kaitvietės kojas, kurios yra daug vėsesnės (ne daugiau kaip 60 ° C) nei kaitlentės viršuje. Visur kitur MDF plokštę ir kaitvietę skiria nedidelis oro tarpas. Kadangi oras yra labai geras izoliatorius, MDF visiškai neįkaista, jau nekalbant apie užsidegimą. Be to, temperatūra yra aukšta tik kelias minutes, todėl kojos niekada negali pasiekti tokios pat temperatūros kaip viršuje (pastovi būsena niekada nepasiekiama).

Pridėjau „Fusion 360“failą, kad galėtumėte jį pritaikyti pagal savo poreikius. Tiesiog nepamirškite aukščiau pateikto įspėjimo, kai derinate savo kaitlentės dizainą.

3 žingsnis: Elektronika

Šio projekto elektronikos dalis yra gana paprasta, mums reikia tik sujungti kai kuriuos modulius. „Arduino“temperatūrą gauna iš termoporos, kurios signalą sustiprina MAX6675. Tada ekrane rodoma temperatūra ir prireikus perjungiama kietojo kūno relė (SSR). Viskas pavaizduota diagramoje.

Žema įtampa

Kadangi jie nenaudoja daug energijos, mes galime tiesiog viską prijungti prie „Arduino“kaiščių ir sukonfigūruoti reikiamus maitinimo ir žemės kaiščius.

Dėl tam tikrų erdvės apribojimų tai pasirodė ne taip tvarkingai, kaip tikėjausi. Viską sumontavau ant nedidelio perforatoriaus gabalo, prilituoto prie LCD ekrano galo. „MAX6675“buvo pritvirtintas prie nugaros su dvipuse juosta.

„Arduino“maitinamas per mini USB prievadą, todėl mes jį prijungiame USB kabeliu prie maitinimo bloko. Prieš einant toliau, gera idėja išbandyti sistemą.

Aukštos įtampos

Dabar galime prijungti pačią kaitvietę. Kadangi tai elektros tinklo laidai, turėtume būti labai atsargūs: dirbdami su juo įsitikinkite, kad viskas yra atjungta nuo elektros tinklo!

Visų pirma, įžeminkite kaitlentę, kad išvengtumėte elektros smūgio, jei kas nors nutiktų. Atsukite maitinimo kabelį ir tvirtai prisukite geltoną/žalią įžeminimo laidą prie korpuso.

Tada mes prijungsime du kaitvietės gnybtus prie elektros tinklo per SSR. Prijunkite laidą (spalvos kodas priklauso nuo jūsų šalies) prie vienos SSR pusės. Antrąją SSR pusę prijunkite prie kaitvietės per trumpą laidą (tokio paties dydžio/skersmens kaip maitinimo kabelis). Kitas kaitvietės galas eina prie neutralaus laido. Pridėjau laidų nuotrauką prieš montuodamas kaitvietę į korpusą, kad tai būtų aišku.

Maitinimo adapterio prijungimas yra lengvesnis: srovės laidas eina į vieną gnybtą, o neutralus - į kitą. Nors gyvenu Europoje, tam naudojau JAV maitinimo adapterį: kištukų skyles labai patogu pritvirtinti prie kastuvų gnybtų.

Tai baigia elektroniką, o dabar leidžia įpūsti gyvybės su kodu.

4 žingsnis: programavimas

Kodas kvailas wok'ą paverčia kaitinimo plokštele. Tai leidžia mums tiksliai valdyti temperatūrą ir pridėti pasirinktinius pakartotinio srauto profilius.

Perpildymo profiliai

Deja, pakartotinis litavimas nėra toks paprastas, kaip įjungti šildytuvą, laukti ir vėl jį išjungti. Temperatūra turi atitikti tam tikrą profilį, vadinamąjį reflow profilį. Geras paaiškinimas pateikiamas čia arba kitose interneto svetainių vietose.

Kodas leidžia saugoti kelis profilius, kad būtų patenkinti skirtingi poreikiai (daugiausia lydmetalio be švino arba be švino). Paprastas mygtuko paspaudimas perjungia tarp jų. Jie pridedami „Times_profile“ir „Temps_profile“, kurie abu yra 4 stulpelių vektoriai. Pirmasis stulpelis skirtas išankstinio pašildymo fazei, antrasis - mirkymo fazei, tada pakyla aukštyn ir galiausiai - grįžimo fazei.

Kaitlentės valdymas

Važiuoti kaitlentę taip, kad ji eitų šia trajektorija, nėra paprasta. Mokslas už to vadinamas kontrolės teorija. Čia galima labai gilintis ir suprojektuoti tobulą valdiklį, tačiau mes jį išlaikysime kuo paprastesnį, tuo pačiu užtikrindami gerą rezultatą. Mūsų sistemos įvestis yra SSR, kuri ją įjungia arba išjungia, o išvestis yra temperatūra, kurią galime išmatuoti. Įjungdami arba išjungdami SSR, remdamiesi šia temperatūra įvedame grįžtamąjį ryšį, ir tai leidžia mums kontroliuoti temperatūrą. Aš paaiškinsiu procesą kuo intuityviau ir paaiškinsiu, kaip galite apibūdinti savo kaitvietę, kad ji veiktų su mano sukurtu kodu.

Visi žinome, kad įjungus šildytuvą jis akimirksniu neįkaista. Yra laiko tarpas tarp jo įjungimo (veiksmo) ir įkaitimo (reakcija). Taigi, kai norime pasiekti 250 ° C temperatūrą, prieš kurį laiką kaitvietę turėtume išjungti. Šį uždelsimą galima išmatuoti įjungus kaitvietę ir matuojant laiką tarp įjungimo ir temperatūros pokyčių. Tarkime, kad vėlavimas yra 20 sekundžių. Įveskite tai kintamajam „timeDelay“.

Kitas būdas pažvelgti į tai būtų toks: jei išjungtume šildytuvą 250 ° C temperatūroje, jis pasiektų didesnę vertę, tarkime, 270 C, ir tada pradėtų šiek tiek atvėsti. Temperatūros skirtumas yra perviršis - mūsų atveju 20 ° C. Įveskite tai kintamajam „overShoot“.

Apibendrinant: norint pasiekti 250 ° C temperatūrą, reikia išjungti kaitvietę esant 230 ° C temperatūrai ir palaukti dar 20 sekundžių, kol kaitlentė pasieks šią perkaitimo temperatūrą.

Kai temperatūra nukrinta, kaitvietė turi vėl įsijungti. Laukimas, kol nukris 20 ° C, neduos gražaus rezultato, todėl naudojama kitokia riba. Tai vadinama valdymu su histereze (skirtingos įjungimo ir išjungimo vertės). Temperatūrai palaikyti naudojami nedideli, ne daugiau kaip 10 sekundžių, pliūpsniai.

Matavimai

Norėdami patikrinti valdiklį, įrašiau duomenis į „Excel“failą per „Putty“(nuoseklusis kompiuterio terminalas, turintis keletą nuostabių funkcijų). Kaip matote, sukurtas pakartotinio srauto profilis yra daugiau nei pakankamai geras. Neblogai kainuoja pigus elektrinis wok!

5 žingsnis: išbandykite ir mėgaukitės

Baigėme! Mes pavertėme seną woką į kaitinimo kaitvietę!

Prijunkite kaitvietę, pasirinkite pakartotinio srauto profilį ir leiskite mašinai atlikti darbą. Po kelių minučių lydmetalis pradeda tirpti ir visus komponentus prilimpa į vietą. Prieš paliesdami, būtinai leiskite viskam atvėsti. Arba jis taip pat gali būti naudojamas kaip išankstinis šildytuvas, kuris yra patogus lentoms su didelėmis įžeminimo plokštumomis.

Tikiuosi, kad jums patiko projektas ir radote įkvėpimo sukurti kažką panašaus! Nedvejodami peržiūrėkite kitus mano nurodymus: