DIY Reflow Ovn With Reflowduino: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Reflowduino er et alt-i-ett-Arduino-kompatibelt kontrollerkort som jeg personlig designet og bygde, og det kan enkelt forvandle en brødristerovn til en PCB-refowovn! Den har en allsidig ATmega32u4 mikroprosessor med mikro USB programmeringsgrensesnitt, et integrert MAX31855 K-type termoelementgrensesnitt med støyfiltrering, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) for enkel kommunikasjon med en mobil enhet, LiPo batterilading og statusindikasjon, en valgfri solid- state relay, og en piezo summer for å spille dine favoritt temasanger. Enda bedre, jeg har gitt ut alt dette som en fullstendig åpen kildekode for alle å glede seg over, inkludert EAGLE PCB-filer, Arduino IDE-eksempelkode, prøve Android-app for Bluetooth-kontroll, og fullstendige opplæringsprogrammer om hvordan du endrer en brødristerovn for å begynne å lage mat '!

Hvis du vil bestille en Reflowduino eller Sidekick stafettmodul, kan du besøke nettstedet mitt!

For full dokumentasjon, kildefiler, skjemaer og mer omfattende informasjon om Reflowduino, vennligst besøk den offisielle Github -siden her.

La oss komme i gang!

Trinn 1: Samle delene dine

Deleliste

• Reflowduino Pro OR Reflowduino Basic + solid-state relé (jeg bruker Sidekick-relemodulen)
• K-type termoelement (følger med Reflowduino)
• Reflowduino strømkilde: LiPo batteri, 5V mikro USB (fra en bærbar datamaskin eller adapter), eller begge deler!
• Brødrister eller kokeplate (jeg brukte denne 1100W brødristeren når den var omtrent $ 20)
• Skrutrekker (for å ta brødristerovnen fra hverandre)
• Liten flatskrutrekker (for skrueterminalene)
• Smarttelefon eller Bluetooth-aktivert enhet. For øyeblikket er bare en Android -versjon av appen tilgjengelig
• Valgfritt: en bærbar datamaskin for å samle inn og tegne data i sanntid via Excel! Du må koble Reflowduino til den bærbare datamaskinen via mikro -USB for at dette skal fungere.

Følgende elementer er bare nødvendig hvis du vil tilpasse masse til reflow -ovnen din (ikke nødvendig i de fleste tilfeller):

• Avbitertang
• Loddejern og loddetinn
• 14-18 AWG-ledning (strandet ledning er lettere å håndtere)
• Krympeslange i passende størrelse for isolerende ledninger. Avhenger av oppsettet ditt.
• Sikkerhetsbriller (vær trygg, vi har å gjøre med nettspenning her!)
• Hansker (platen i brødristerovner kan være skarpe og ridd med skruer som stikker ut overalt!)

Ansvarsfraskrivelse: Hvis du er nybegynner innen elektronikk eller ikke har riktig erfaring med å jobbe med nettspenning, vil jeg foreslå at du enten ikke roter med det, konsulterer en profesjonell eller fortsetter å lære til du er dyktig nok ! Jeg er ikke ansvarlig for uhell som kan oppstå på grunn av misbruk av Reflowduino -kretskortet eller dets tilhørende komponenter og elektriske system (inkludert strøm, bryterpaneler, osv.). Ta alle sikkerhetstiltak etter behov. Videre anbefales det ikke at du bruker det samme apparatet til å tilføre PCB -er som å lage mat til forbruk. Dette kan føre til matforgiftning, spesielt hvis du bruker blyet loddetinn til PCB -ene. Du er fullt ansvarlig for handlingene dine, og utfør dem på egen risiko!

Når det er sagt, gjør deg unna vennene mine … ha det gøy og vær trygg!

Reflowduino & Sidekick

MERK: Det er nå også en tilleggsmodul kalt "Reflowduino32" for et ESP32-utviklingsbord som også kan styre en refowovn trådløst. Vennligst se Reflowduino Github -siden for fullstendig dokumentasjon, samt denne ESP32 reflowovnopplæringen!

Først og fremst er det to versjoner av Reflowduino: Basic og Pro, og avhengig av applikasjonen din kan det være lurt å velge den ene eller den andre. Deretter laget jeg en hendig solid state-relemodul kalt Solid-State Sidekick som håndterer alle strømledninger for deg og fullstendig eliminerer behovet for å lodde noe. Bare koble apparatet direkte til Sidekick så vel som de to reléinngangskablene fra Reflowduino, så er du klar!

Nedenfor er en oppsummering av dine tilgjengelige alternativer:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + annet solid state relé (velg ditt eget)
4. Annet Arduino-kompatibelt kort + termoelementgrensesnitt + termoelement + Bluetooth-modul + Solid-State Sidekick (eller annet relé) + LiPo batteri "ryggsekk" (valgfritt)

Det første alternativet kommer med reléet som allerede er montert ombord på Reflowduino. Dette er et godt alternativ for å kontrollere hvilken som helst generisk brødristerovn eller kokeplate, spesielt hvis du vil lodde ledningene selv og spare penger.

Det andre alternativet er det klart enkleste (og sikreste) alternativet og krever ikke lodding eller justering av apparatet med mindre du virkelig vil fordi Sidekick-relemodulen har solid-state-reléet samt alle bestemmelsene for deg bare koble ting til den ved å koble dem til. Ja, du hørte meg riktig! Dette betyr at du kan styre hvilken som helst brødrister uten å åpne den!

Det tredje alternativet er hvis du heller vil velge ditt eget solid-state-relé, kanskje med høyere strømkapasitet eller av en annen grunn som tilpasset monteringskonfigurasjon (hvem vet?).

Det siste alternativet er for de som kanskje allerede har mange deler liggende og ønsker å sette sammen noe raskt uten å kjøpe noe nytt, noe som også er helt greit! Du kan bruke Arduino sammen med noe som dette termoelementet, og selvfølgelig termoelementet selv. For å bruke demo-appen trenger du også en HM-10 Bluetooth-modul, med mindre du vil utelate den trådløse kommunikasjonen og holde deg til grafer av data på Excel via en datamaskin. Vær oppmerksom på at avhengig av hvilke deler du velger, må du kanskje endre demokoden for å passe dine behov.

Ressurser:

• Klikk her for raske Reflowduino -spesifikasjoner.
• Klikk her for en beskrivelse av Reflowduino pinouts

Solid State-relé

Hvis du bruker Reflowduino Pro kan du hoppe over denne delen, men hvis du bruker Reflowduino Basic må du enten skaffe deg Sidekick eller velge din egen relemodul. Når du velger din egen, sjekk for følgende:

• Relétype: må være solid state, ikke bare et konvensjonelt kontaktrelé. Du KAN være i stand til å slippe unna med et konvensjonelt relé for vår spesielle applikasjon (siden vi kommer til å bruke tidsproportjoneringskontroll, ikke kontinuerlig PWM), men det er ikke garantert eller anbefalt. Du vil også høre reléet "klikk" hver gang det bytter, noe som kan være irriterende.
• Opto-isolasjon: se etter en som er optisk isolert for sikkerhet. Dette betyr at du kan være sikker på at Arduino ikke vil bli zappet av 120V/240VAC!
• Kontrollspenning: må være 3,3V eller 5V kompatibel
• Output Rating: må håndtere mengden strøm som apparatet skal bruke. for ethvert amerikansk apparat (som brukes lovlig), er 15A/120VAC alt du trenger siden bryterne går på 15A.

Reflowduino Pros opto-isolerte solid-state relé har en styrespenning på 3-15VDC og kan håndtere opptil 25A/240VAC med riktig konveksjonskjøling. Under normale omstendigheter kan den håndtere 10A/240VAC, eller 20A/120VAC, som vil være bra nok for alle amerikanske apparater og bør være tilstrekkelig for de fleste 240VAC -apparater.

Ressurser:

Reflowduinos solid state relé PF240D25R spesifikasjonsark

Brødristerovn eller kokeplate

Når du velger en brødrister, er det viktig å velge en som har riktig størrelse for applikasjonen din, siden mindre er høyere effektivitet når det gjelder oppvarming! Imidlertid vil større også fungere. Bare sjekk anmeldelser for å sikre at det ikke er fullstendig søppel. Jeg personlig kjøpte denne fra Walmart for ca $ 21 inkludert skatt da den var på salg.

Det er også en god idé å sørge for at du har et flatt metallbrett som kretskortet kan sitte på. Mange brødrister ovner (inkludert den jeg kjøpte!) Kommer med brett som har støt og grillmønstre på seg, og dette er definitivt ikke ideelt for PCB -tilbakespyling fordi det forårsaker termiske ujevnheter på tvers av PCB. Imidlertid var jeg heldig fordi dryppebrettet var perfekt for det jeg trengte, så jeg kastet bare ut metallgrillen og kokepannen som fulgte med.

For kokeplater er det like viktig å velge en med flat overflate. De fleste kokeplater har et innfelt sirkulært område i midten av platen som ikke er ønskelig, så prøv å minimere dette området slik at du får mest mulig plass til å plassere PCB -ene. Velg også en kokeplate som bare har en enkelt knapp (temperaturkontroll), fordi du ikke engang trenger å åpne den for å justere ledningene!

For mer informasjon om dette emnet, vennligst se Github wiki -siden.

Trinn 2: Gjør det bedre

Nå som du har delene, er det på tide å koble det hele sammen! Det er mange måter å kle av en brødristerovn på, så lytt opp og les sikkerhetsfraskrivelsen som er nevnt tidligere!

Varme plater

For ethvert apparat er hovedprinsippet å bytte strømledningen til strømledningen ved å plassere reléet i serie med strømførende ledning og omgå apparatets kontrollknapper om nødvendig. For kokeplater med en enkelt temperaturkontrollknapp trenger du ikke engang å justere selve kokeplaten; du kan ganske enkelt vri knappen til HIGH (maks innstilling), og du er i gang! Dette sikrer at kokeplaten får strøm (kontakten inne i kokeplaten lukkes) når reléet slås på.

For permanente installasjoner kan du enten kutte strømledningen og skjøte den, eller du kan gjøre det fra kontaktene på strømledningen. Igjen, sørg alltid for å isolere alle tilkoblinger ordentlig. Følg den generelle skjematikken i det første bildet, og du bør være klar til å flyte på nytt!

Vær oppmerksom på at jeg brukte alligatorklemmer og en annen strømledning (med krokodilleklips i endene) bare for å teste. Dette anbefales ikke og skal bare brukes til midlertidig testing. For mer permanente installasjoner bør du lodde og isolere alt eller bruke Sidekick for å koble alt til.

Brødrister

Brødrister ovner styres ved å bruke nøyaktig samme konsept som kokeplaten ved at du vanligvis kan kontrollere dem uten å berøre ledningene ved ganske enkelt å maksimere temperaturknappen, vri innstillingen til "Bake" slik at begge varmefilamentene er på og maks. ut timeren. Avhengig av brødristeren kan du også ha en "Stay On" -funksjon, slik at du ikke trenger å bekymre deg for at timeren skal gå ut!

Men hvis du fortsatt vil skille den fra hverandre, justere ledningene for å omgå knappene og legge til egendefinerte kontroller i vitenskapens navn, kan du fortsatt! Heldigvis, selv om du ønsker å skille det fra hverandre, er det generelle prinsippet fremdeles veldig enkelt: du må koble fra alle knappene som er koblet til strømførende ledning og feste alle varmefilamentene til strømførende ledning slik at de slås på med full styrke til høyre når du kobler strømledningen til veggen.

I denne instruksen vil jeg ikke ta deg tid til å gå gjennom dette, men du kan se hvordan jeg justerte brødristeren på Github -wikien min.

Trinn 3: Programvareoppsett

Nå som du har satt opp all maskinvare, la oss gå gjennom hvordan du konfigurerer programvaren.

Appoppsett

Se disse instruksjonene for hvordan du får installert Reflowduino demo -appen og hvordan du importerer lagrede data til Excel fra appen.

Kort oppsummering:

• Appen er for øyeblikket bare for Android og er fullstendig åpen kildekode!
• Appen viser temperaturen i sanntid og diagrammer den når tilbakeløpsprosessen er startet.
• Appen lagrer også data etter at reflow -prosessen er fullført eller avbrutt og dataene kan importeres til Excel for analyse!

Oppsett av Arduino IDE

Se disse instruksjonene for å sette opp Arduino IDE og installere de nødvendige bibliotekene.

Kort oppsummering:

• Last inn "Reflowduino_Demo" -koden, velg "Adafruit Feather 32u4" under Verktøy -> Plater i Arduino IDE.
• Kompiler det bare for å sikre at du har alle bibliotekene riktig installert.
• Last opp koden til Reflowduino, og husk at du kanskje må trykke på tilbakestillingsknappen på Reflowduino hvis Arduino IDE begynner å søke etter porten.

Demo for Reflowduino

Se disse instruksjonene om hvordan du bruker Reflowduino -demokoden.

Kort oppsummering:

• Reflowduino Demo -skissen lar Reflowduino jobbe sammen med demo -appen via Bluetooth.
• Reflowduino leser temperaturen fra termoelementet og sender dataene til appen via Bluetooth annethvert sekund.
• Reflowduino bruker PID-tidsproportjoneringskontroll for å kontrollere solid-state-reléet under reflow-prosessen.
• For frittstående bruk, kommenter ut linjen som har "while (! Serial) delay (1);" som venter på at en seriell tilkobling opprettes før den faktiske koden kjøres.
• Du kan få Reflowduino til å fungere som et tastatur ved å sette variabelen "enableKeyboard" til true nær toppen av skissen for bruk med denne Excel -demofilen. Dette vil få Reflowduino til å "skrive" dataene inn i Excel i sanntid når de er koblet til via USB. Bare sørg for at markøren er i den første tilgjengelige cellen (A2) i Excel når du starter omløpsprosessen!

Demovideoer

• Denne videoen viser data som blir lagt inn i Excel av Reflowduino.
• Denne videoen viser den generelle driften av appen og maskinvareoppsettet med en brødristerovn.
• Denne videoen viser hva som skjer på slutten av omløpsprosessen.

Ressurser

• Du kan alltid finne den nyeste Arduino-koden og Excel-demofilen for dataoppføring i sanntid på Github
• Du kan også finne de nyeste Android -appfilene på Github

Trinn 4: Resultater og konklusjoner

Resultater

Vedlagt er et par nærbilder av et brett jeg reflekterte ved hjelp av Reflowduino og litt lavtemperatur loddemasse med tilbakeløpstemperatur satt til 155 ° C (denne spesielle loddemassen ser ut til å flyte tilbake ved en lavere temperatur enn den typiske 165 ° C anbefalt, og Jeg observerte at tilbakeløpsbevegelser begynte å skje ved rundt 125 ° C i stedet for ved den annonserte 138 ° C "smeltetemperaturen"). Loddeskjøtene var perfekte, og jeg kunne ikke ha bedt om noe bedre!

Lag dine egne brett

PCB Design: For å designe PCB bruker jeg personlig Autodesk EAGLE, som er et gratis, men kraftig verktøy som lar deg raskt lage kvalitets PCB! Den har også noen veldig kule funksjoner som å synkronisere 3D -modeller av PCB til og fra Fusion 360.

PCB -prototyper: For raske og rimelige prototyper har jeg funnet at OSH Park tilbyr den beste kvaliteten. De bruker en blyfri prosess kalt ENIG som faktisk gullplater kontaktene, slik at de vil se flotte ut i lang tid!

PCB -montering: Bruk din Reflowduino til å montere brettene!

Konklusjoner

Samlet sett er Reflowduino den perfekte maskinvaren for å kontrollere enhver brødristerovn eller kokeplate! Med Reflowduino Pro kan du lage en fullt funksjonell reflow-ovn med alle bjeller og fløyter for litt over $ 100 (med en brødristerovn på $ 20). Du kan se noen flere tekniske kommentarer her.

Hvis du likte dette prosjektet, vennligst kommenter nedenfor, og ikke nøl med å stille spørsmål, komme med forslag eller gi konstruktiv tilbakemelding! Hvis du vil se noe laget, må du først referere til gjøremålslisten for forbedringer som allerede vurderes. Jeg er for tiden i gang med å få ting til å starte en Indiegogo -kampanje, så vær så snill å spre ordet!

Igjen, takk for all støtten, og jeg kunne ikke ha gjort dette uten alle de som har lagt sin egen innsats med alle!

• Hvis du likte dette prosjektet, vennligst del, legg til et hjerte og stem på Reflowduino!
• Hvis du replikerer dette prosjektet, kan du dele resultatene dine og eventuelle andre tips som kan være nyttige!
• Du kan også være interessert i denne opplæringsopplæringen jeg laget om bruk av en ESP32 og en ny Reflowduino32 tilleggsmodul i stedet!
• Hvis du har spørsmål, kommentarer eller bekymringer, ikke nøl med å spørre eller dele dem!

~ Tim