Reflow jootmisplaat: 5 sammu (piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Pisikeste SMD komponentide jootmine võib olla üsna keeruline, kuid protsessi saab ka automatiseerida. Seda saab teha jootmispasta peale pannes ja küpsetades seda (tagasivoolu) ahjus või kuumutusplaadil (nagu köögiplaat). Veebis olen näinud palju DIY reflow ahjusid; minu arvates on neil üks suur miinus: nad võtavad palju ruumi. Seega otsustasin ehitada hoopis keeduplaadi.

Keeduplaat on täielikult programmeeritav, nii et saab lisada mis tahes tagasivooluprofiili. Seejärel on tagasivooluprotsess täielikult automatiseeritud. Hakkame ehitama!

Samm: osad ja tööriistad

Osad

• Kuumutusplaat, mina sain oma vana woki käest
• Tahkis -relee (SSR)
• Voolujuhe
• USB toitepistik (USA pistik)
• LCD
• Prototüüpimislaud
• Arduino nano
• Naiste päised
• K -tüüpi termopaar + võimendi MAX 6675
• Vajutage nuppu
• USB -mini -USB -kaabel

Tööriistad

• Klambrid
• Puiduliim
• Laserlõikur
• Puurida
• Jootekolb

2. samm: juhtum

Sõltuvalt teie keedualast on meil kaks võimalust. Esimene võimalus on olemasoleva korpuse muutmine, see on elujõuline, kui see on piisavalt suur, et mahutada SSR -i, LCD -d jne. Minu puhul ei olnud aga piisavalt ruumi, nii et pidin kavandama uue.

Korpus on valmistatud laserlõigatud MDF -st. Tänu elavale liigendile saab seda disaini teha ainult laserlõikuril: MDF -i väikesed pilud muudavad selle painduvaks. Tükke saab puslena kokku liimida, kasutage lihtsalt piisavalt klambreid. Lisage kuumutusplaat ja kinnitage see oma kohale (minu oma on kinnitatud kruvidega põhjas).

Puurida tuleb veel mõned augud: üks toitejuhtme, teine nupu ja kaks LCD -ekraani jaoks. Sel moel saab sobitada kõik nupud, LCD -ekraanid … Seejärel saab vedelkristallekraani koos nupuga oma kohale keerata.

Termopaar tuleb kindlalt vastu kuumutusplaati suruda. Puurige auk ja laske termopaar läbi. Järgmisena tuleks see MDF -i vastu suruda. Ma kasutasin väikest plekkriba, kuid võite kasutada ka kleeplinti või tõmblukku (puurige termopaari augu kõrvale 2 auku ja söödake tõmblukk läbi).

Mida peaksite teadma: võite mõelda, kas MDF -i kasutamine koos 250 ° C küpsetusplaadiga on hea mõte. Üldiselt see pole nii, aga ma olen teinud juhtumi selliseks, et see ei kujuta endast ohtu.

MDF -osad puudutavad ainult kuumutusplaadi jalgu, mis on oluliselt jahedamad (max 60 ° C) kui keeduplaadi ülaosa. Kõikjal mujal on MDF ja kuumutusplaat eraldatud väikese õhuvahega. Kuna õhk on väga hea isolaator, ei kuumene MDF üldse, rääkimata tulekahjust. Lisaks on temperatuur vaid mõne minuti jooksul kõrge, nii et jalad ei saa kunagi jõuda sama temperatuurini kui ülemine (püsiseisundit ei saavutata).

Lisasin faili Fusion 360, et saaksite seda oma vajadustele kohandada. Lihtsalt pidage silmas ülaltoodud hoiatust, kui kohandate oma keeduplaadi kujundust.

3. samm: elektroonika

Selle projekti elektroonikaosa on üsna lihtne, peame ühendama ainult mõned moodulid. Arduino saab temperatuuri termopaarist, mille signaali võimendab MAX6675. Seejärel kuvab see vedelkristallekraanil temperatuuri ja lülitab vajadusel sisse pooljuhtrelee (SSR). Kõik on diagrammil kujutatud.

Madalpinge

Kuna need ei tarbi palju energiat, saame lihtsalt ühendada kõik Arduino tihvtidega ja konfigureerida toite ja maanduse jaoks vajalikud tihvtid.

Mõne ruumipiirangu tõttu ei tulnud see nii kenasti välja, kui lootsin. Paigaldasin kõik väiksele perfboard -tükile, joodetud LCD -ekraani tagaküljele. MAX6675 kleepiti tagaküljele kahepoolse teibiga.

Arduino saab toidet mini -USB -pordi kaudu, nii et ühendame selle USB -kaabli abil toiteplokiga. Enne kaugemale minekut on hea seda süsteemi testida.

Kõrgepinge

Nüüd saame keeduala ise ühendada. Kuna tegemist on vooluvõrgu juhtmetega, peaksime olema väga ettevaatlikud: veenduge, et kõik on vooluvõrgust lahti ühendatud!

Esiteks peaksime maandama pliidiplaadi, et vältida elektrilööki, kui midagi valesti läheb. Eemaldage toitekaabel ja keerake kollane/roheline maandusjuhe kindlalt korpuse külge.

Järgmisena ühendame pliidiplaadi kaks klemmi SSR -i kaudu vooluvõrku. Ühendage pingestatud juhe (värvikood sõltub teie riigist) SSR -i ühele küljele. Ühendage SSR -i teine pool pliidiplaadiga lühikese juhtme kaudu (sama gabariit/läbimõõt kui toitekaabel). Keeduplaadi teine ots läheb nulljuhtme juurde. Lisasin juhtmestiku pildi enne keeduplaadi korpusesse paigaldamist, et see oleks selge.

Toiteadapteri ühendamine on lihtsam: pingestatud juhe läheb ühte klemmi ja null teise. Kuigi elan Euroopas, kasutasin selleks USA toiteadapterit: piikide auke on väga mugav labidaklemmide külge kinnitada.

See paneb elektroonika kokku, laseb nüüd koodi abil elu sisse puhuda.

4. samm: programmeerimine

Kood muudab tumma woki tagasivoolu kuumutusplaadiks. See võimaldab meil täpselt temperatuuri reguleerida ja kohandatud tagasivooluprofiile lisada.

Reflow profiilid

Kahjuks pole tagasijooksu jootmine nii lihtne kui kütteseadme sisselülitamine, ootamine ja uuesti väljalülitamine. Temperatuur peab järgima kindlat profiili, nn tagasivooluprofiili. Hea seletuse leiate siit või mujalt võrgupunktidest.

Kood võimaldab erinevate vajaduste rahuldamiseks salvestada mitut profiili (peamiselt pliivaba või pliivaba jootet). Nende vahel vahetub lihtne nupuvajutus. Need lisatakse Times_profile ja Temps_profile, mis on mõlemad 4 veeruvektorit. Esimene veerg on eelsoojendusfaasi jaoks, teine leotamisfaas, seejärel tõus ja seejärel tagasivoolufaas.

Kuumutusplaadi juhtimine

Kuumutusplaadi juhtimine sellisel trajektooril ei ole lihtne. Selle taga olevat teadust nimetatakse kontrolliteooriaks. Siin võib minna väga põhjalikult ja kujundada täiuslik kontroller, kuid hoiame selle võimalikult lihtsana, tagades siiski hea tulemuse. Meie süsteemi sisendiks on SSR, mis lülitab selle sisse või välja ja väljundiks on temperatuur, mida saame mõõta. Lülitades SSR -i sisse või välja, kasutame selle temperatuuri põhjal tagasisidet ja see võimaldab meil temperatuuri kontrollida. Ma selgitan protsessi võimalikult intuitiivselt ja selgitan, kuidas saate iseloomustada oma konkreetset kuumutusplaati minu tehtud koodiga töötamiseks.

Me kõik teame, et kütteseadme sisselülitamisel ei lähe see kohe kuumaks. Selle sisselülitamise (toiming) ja kuumutamise (reaktsioon) vahel on viivitus. Seega, kui soovime saavutada temperatuuri 250 ° C, peaksime pliidiplaadi mõni aeg enne seda välja lülitama. Seda viivitust saab mõõta, lülitades sisse keeduala ja mõõtes sisselülitamise ja temperatuuri muutumise vahelist aega. Oletame, et viivitus on 20 sekundit. Täitke see muutuja "timeDelay" jaoks.

Teine võimalus seda vaadata oleks järgmine: kui lülitame küttekeha 250 ° C juures välja, saavutab see kõrgema väärtuse - ütleme 270 ° C - ja hakkab seejärel mõnevõrra jahtuma. Temperatuuri erinevus on ületamine - meie puhul 20 ° C. Täitke see muutuja "overShoot" jaoks.

Kokkuvõtteks: 250 ° C saavutamiseks peame pliidiplaadi 230 ° C juures välja lülitama ja ootama veel 20 sekundit, kuni keeduplaat saavutab selle ületemperatuuri.

Kui temperatuur on langenud, peaks keeduplaat uuesti sisse lülituma. 20 ° C languse ootamine ei annaks kena tulemust, seega kasutatakse teistsugust läve. Seda nimetatakse hüstereesiga juhtimiseks (erinevad väärtused sisse- ja väljalülitamiseks). Temperatuuri säilitamiseks kasutatakse väikseid, kuni 10 -sekundilisi purskeid.

Mõõdud

Kontrolleri kontrollimiseks logisin andmed Putty kaudu (arvuti jadaterminal mõne suurepärase funktsiooniga) Exceli faili. Nagu näete, on toodetud tagasivooluprofiil enam kui piisavalt hea. Pole paha odava elektrilise woki jaoks!

Samm: testige ja nautige

Oleme valmis! Oleme muutnud vana woki tagasivoolu pliidiplaadiks!

Ühendage pliit, valige tagasivooluprofiil ja laske masinal tööd teha. Mõne minuti pärast hakkab joodis sulama ja joodab kõik komponendid oma kohale. Enne puudutamist laske kõik kindlasti jahtuda. Teise võimalusena saab seda kasutada ka eelsoojendajana, mis on mugav suurte maapindadega plaatide jaoks.

Loodan, et teile projekt meeldis ja olete leidnud inspiratsiooni midagi sarnast teha! Vaadake julgelt ka minu teisi juhendeid: