858D SMD Hot Air Reflow Station Hack: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Jeg har et lite elektronisk laboratorium, hvor jeg reparerer ødelagt elektronikk og lager noen små hobbyprosjekter. Fordi det er flere og flere SMD -ting der ute, var det på tide å skaffe seg en skikkelig SMD -reflow -stasjon. Jeg så litt rundt og fant at 858D var en veldig god stasjon for prisen. Jeg fant også et åpen kildekode -prosjekt som ble lansert av madworm (spitzenpfeil) i 2013 og erstattet den originale 858D -temperaturkontrolleren med en ATmega micro. Fordi det ikke er noen fullstendig guide, bestemte jeg meg for å skrive en. Det er 4 forskjellige varianter med forskjellige mikroer av 858D der ute som selges under dusinvis av forskjellige merker. Den nåværende modellen (april 2017) har en MK1841D3 -kontroller, og det er den jeg bruker. Hvis du har en annen IC, vennligst sjekk den originale tråden på EEVblog.comMaterialer: 1x - 858D Rework Station (selvfølgelig), jeg fikk min fra Amazon for ca 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 til ATMega PCB (av manianac, så alle kreditter til ham!), OSH Park, kommer i pakke med 3, men du trenger bare en1x - ATMega328P VQFN -pakke1x - LM358 eller tilsvarende DFN8 -pakke2x - 10KΩ motstand 0805 Pakke2x - 1KΩ motstand 0805 Pakke3x - 390Ω motstand 0805 Pakke1x - 100kΩ motstand 0805 Package1x - 1MΩ motstand 0805 Package1x - 1Ω motstand 1206 Package5x - 100nF kondensator 0603 Package4x - 1µF kondensator 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED Valg av farge 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programming) 1x IC socket adapter 20Pin

1x BC547B eller tilsvarende transistor

1x 10KΩ 0,25W kablet motstand

noen WireOptionional: 1x Buzzer2x ekstra kjøleribber1x HQ IC-kontakt 20Pin1x C14 PlugSmå neodymmagneterArduino "Hacked" StickerTools: 858D Rework Station (Ikke tull) Vanlig loddejern / stasjon Skrutrekkere, tang, pinsettMultimeterX-Actor KnifeLabor00 eller tilsvarende) Valgfritt: ESD -matte og håndleddsremOscilloskopESD -børsteSolder Sucker3D -skriverIsolasjonstransformatorHotlimpistolTermometerMaling mashie eller Jigsaw

Trinn 1: Monter kretskortet

Hvis du jobber med elektrostatisk sensitive enheter, må du alltid bringe deg og kretsen til det samme elektriske potensialet for å unngå å skade den. Før du begynner å ta en del av stasjonen må du sette sammen kretskortet. Start med å påføre loddemasse (eller vanlig loddetinn) på putene på oversiden av kretskortet og legg på plass alle SMD -komponenter, lagerplan for side 1:

R4 = 1MΩ 0805 Pakke

R7 = 1kΩ 0805 Pakke

R8 = 1kΩ 0805 Pakke

R9 = 10kΩ 0805 Pakke

C1 = 100nF 0603 pakke

C6 = 100nF 0603 pakke

C7 = 100nF 0603 pakke

C8 = 100nF 0603 pakke

C9 = 1µF 1206 -pakke

VR1 = 10KΩ 3364 pakke

VR2 = 10KΩ 3364 pakke

D1 = LED 0608 -pakke

U2 = Atmega VQFN -pakke

Dobbeltsjekk polariteten til alle komponentene og fyll på kretskortet. Vær oppmerksom på at bildene mine er i feil retning på bildene mine! Gjenta på den andre siden, Stockplan:

R1 = 10KΩ 0805 -pakken

R2 = 390Ω 0805 Pakke

R3 = 390Ω 0805 Pakke

R5 = 100KΩ 0805 pakke

R6 = 390Ω 0805 Pakke

C2 = 1µF 1206 -pakke

C3 = 100nF 0603 pakke

C4 = 1µF 1206 -pakke

C5 = 1µF 1206 -pakke

U1 = LM358 DFN8 -pakke

Etter å ha renset bort Flux -restene, loddes loddet på ISP -hodet og IC -kontakten, og det lages en loddebro mellom midten og "GND" -merket.

Trinn 2: Testing og programmering

Neste trinn er å teste PCB for snarveier. Den sikreste måten å gjøre det på er ved å slå kretsen over en laboratorieforsyning og sette nåværende grense til noen få mA. Hvis den passerer uten shorts, er det på tide å programmere mikroen. Jeg lagde min ene versjon basert på 1.47 av raihei som kan lastes ned fra min GitHub -side. Den er basert på madworms siste "offisielle" build, som også er tilgjengelig på GitHub. Inne i den nedlastede. ZIP -filen er det en.ino -fil og en.h -fil som kan åpnes og kompileres ved hjelp av ArduinoIDE eller AtmelStudio (og VisualMicro Plugin), det er også forhåndskompilerte. Hex -filer som kan lastes opp direkte til mikroen. Fordi det bare er mulig å kompilere og ikke laste opp direkte fra ArduinoIDE im ved hjelp av AtmelStudio i stedet. Hvis du vil bruke ArduinoIDE, viser jeg deg hvordan du bruker det senere. Men uavhengig av hva du bruker, må du endre noen verdier. De to første er inne i.h -filen. De to linjene

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Må kommenteres og i stedet for linjene

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Må kommenteres i (eller verdiene må endres). For det andre er de to anbefalte CPARAM -linjene som må kopieres og erstatte de to CPARAM -linjene inne i.ino -filen. Dette aktiverer IKKE Standard Current -sansemodus, fordi den bruker pin A2 Instaed på A5, som er feilkoblet på dette kortet! Siste endring er TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT i.h -filen som angir temperaturmultiplikatoren. Denne verdien avhenger av typen stasjon. På 230V-modellen skal den være rundt 21, på 115V-modellen rundt 23-24. Denne verdien må justeres hvis den viste temperaturen ikke samsvarer med den målte. De kan også sjanses senere direkte på stasjonen som viftehastighetsverdier. Etter å ha endret disse verdiene er det på tide å kompilere koden.

AtmelStudio: På AtmelStudio kan du ganske enkelt velge AtMega328 som mikro, trykke på knappen Kompiler og Last opp, og det burde gjøre susen. I mitt tilfelle lastet den ikke opp, så jeg måtte blinke hex -filen manuelt.

ArduinoIDE: På ArduinoIDE er kompilering litt annerledes som vanlig. I stedet for å trykke på Last opp -knappen må du gå til Skisse -fanen og klikke på Eksporter kompilert binær. Etter endring til prosjektmappen finner du to hex -filer. Den ene med bootloader og den andre uten bootloader. Den uten bootloader er den vi ønsker. Du kan blinke den med AtmelStudio, AVRdude eller annen kompatibel programvare.

På begge: Etter å ha blinket filen må du sette sikringene. Du må sjanse dem til 0xDF HIGH, 0xE2 LOW og 0xFD EXTENDET. Når sikringene er brent, kan du koble fra programmereren og kretskortet.

Trinn 3: Demontering

Til den virkelige Hack. Start med å fjerne de fire skruene på forsiden, og frontdekselet løsner. Interiøret på stasjonen skal ligne veldig mye på min. Etter at du har trukket ut alle ledninger, skru ut de to skruene på kretskortet og AIR -knappen på forsiden, ender du med det tomme kretskortet. I midten av kretskortet er det viktigste MK1841D3 -kontrolleren IC i en DIP20 -pakke. Det var den som skulle erstatte i denne moden. Fordi den er stikkontakt, kan du bare bytte den ut med det nye kortet, men den originale kontakten passet ikke veldig godt til DIP20 -kontakten, så jeg byttet den ut. På kretskortet er det ytterligere to DIP8 IC, den ved siden av MK1841D3 er en 2 MB seriell EEPROM. Den må også fjernes for å få denne moden til å fungere. Den andre er bare en slags OPAmp, den må bli. Av ren nysgjerrighet satte jeg EEPROM i Universal -programmereren og leste den. Resultatet er en nesten tom binær fil med bare "01 70" på adresse 11 og 12. Sannsynligvis den siste innstilte temperaturen. (Dessverre husker jeg ikke hva den siste innstilte temperaturen var, men ganske sikkert ikke 170 ° C, kanskje 368 ° C?) Vær forsiktig så du ikke løfter putene, fordi kobberet ikke fester seg veldig godt på kretskortet.

Trinn 4: Montering på nytt

Etter vellykket utskifting av IC -kontakten og fjerning av EEPROM, må du gjøre en endring til, hacke inn shuntmotstanden for viftestrømmen. Det er ett spor øverst til venstre på loddesiden av kretskortet som må endres. Den går mellom C7 og den negative pinnen fra viftekontakten. Etter å ha kuttet sporet, skrapet av loddemasken og loddet på 1Ω -motstanden, må du lodde en ledning til den negative viftestiften og den andre siden til den "FAN" -merkede loddeputen på CPU -kretskortet. Neste valgfrie trinn er å legge til summeren. For å passe den til kretskortet må du bøye ledningene til summeren litt og lodde den til PC4 -kontakten. Koble til alle ledningene igjen og fortsett til neste trinn.

Trinn 5: Kalibrer viftesensor

Nå er det på tide å slå på den nye kontrolleren for første gang og kalibrere viftesensoren. Fare, du må jobbe med nettbrettet! Så den sikreste måten å gjøre det på er å drive stasjonen over en isolasjonstransformator. Hvis du ikke har en, kan du også koble den varme delen av kontrolltransformatoren fra hovedkortet og koble den direkte til strømnettet for å holde strømnettet borte fra kretskortet. Fortsett å lodde en testledning til den positive pinnen på LED -en, og koble den til et oscilloskop. Slå på stasjonen ved å holde nede OPP -knappen, og stasjonen starter i VIFTETEST -modus. Den slår på viften og viser den rå ADC -verdien på displayet. Drei vifteknappen til minimum og juster Vref -trimmeren til du har fine strømpulser på oscilloskopskjermen. Vri FAN -potensiometeret til maksimum og kontroller at det er bølgelengde, men ikke bølgeformen endres. Hvis bølgeformen endres, juster Vref -trimmeren til du har samme pulser på min og på maks. Hvis det var vellykket å slå på stasjonen og flytte testledningen fra den positive LED -pinnen til den venstre pinnen på Gain -potensiometeret. Start vifte-test-modus igjen og mål spenningen på testledningen. Juster forsterkningstrimmeren til du får omtrent 2, 2V på MAX -posisjon. Se nå på displayet. Verdien skal være rundt 900. Installer nå hele munnen din etter hverandre på håndstykket og noter den høyeste verdien på displayet. Sett FAN til minimum, og du bør få en verdi på rundt 200. Prøv igjen alle dysene dine og merk den minste verdien. Slå av stasjonen og slå den på igjen, denne gangen holder du begge knappene inne. Stasjonen starter oppsettsmodus. Ved å trykke opp og ned kan du øke/redusere verdien, ved å trykke på begge bytter du til neste menypunkt. Gå til punkt "FSL" (Viftehastighet lav) og sett den til den laveste målte ADC -verdien (jeg satte den til 150). Neste punkt er "FSH" (Viftehastighet høy). Sett den til den høyeste målte ADC -verdien (jeg satte den til 950).

I bakgrunnen: På stasjonen er det ingen tilbakemelding på viftehastighet, så hvis VIFTEN er blokkert eller det er et kabelbrudd, vil kontrolleren ikke gjenkjenne en viftefeil og varmeren kan brenne gjennom. Fordi viften ikke har en tacho -utgang, er den beste måten å måle viftehastigheten på ved å legge til en shuntmotstand og måle frekvensen av strømpulsene. Ved hjelp av en OPAmp og et høy- og lavpassfilter blir det konvertert til en spenning som mates inn til mikrokontrolleren. Hvis verdien går under eller over de angitte min/maks -nivåene, vil ikke stasjonen slå på varmeren og gi en feil.

Fordi på min test ble 5V -regulatoren og viftetransistoren ganske varm, bestemte jeg meg for å installere små kjøleribber til dem begge. Slå av stasjonen og sett sammen frontpanelet igjen.

Trinn 6: Oppdatering: Maksimal viftehastighet MOD

Jeg har brukt stasjonen nå siden omtrent et år, og var alltid ganske fornøyd med den. Jeg hadde bare ett problem: stasjonen trenger ganske lang tid for å kjøle seg ned spesielt hvis du lodder veldig små komponenter ved hjelp av den lille munnstykket og lav luftstrøm. Så jeg lekte litt og fant en måte å gjøre viftehastigheten byttbar via programvare. Moden bruker en transistor for å korte ut potensiometeret for viftehastigheten. Den beste måten å utføre dette hacket på er å lodde 10K -motstanden til basestiften, legge til en ledning og dekke alle ledninger med krympeslange. Deretter korter du ned pinnene litt og lodder dem gjennom hullet til de eksisterende komponentene. For å beskytte transistoren mot å bevege seg, lim den fast med litt varmt lim. Det siste er å koble transistorbasen til MOSI -pinnen på ATmega. Jeg tilpasset programvaren for å bytte denne pinnen når håndstykket settes i holderen til verktøyet er avkjølt. Viftetesten bruker også denne modusen for å få en stabil referanse. Programvaren er basert på RaiHei's V1.47 og er tilgjengelig på My GitHub -siden

Trinn 7: Valgfritt: Chanche -plugg og forbedring av jording

Til bakpanelet. I mitt tilfelle hadde stasjonen en kort strømkabel som bare gikk ut fra bakpanelet. Fordi jeg ikke likte at jeg bestemte meg for å erstatte det med en C14 -plugg. Hvis du også vil bytte den, starter du med å fjerne skruen av bakpanelet. Den blå ledningen er koblet sammen med en annen ledning med et kort stykke krympeslange. På jordpinnen er det en kabelsko som er loddet og ikke krympet som det burde, så hvis du ikke bytter ut ledningen, må du i det minste lage den på nytt ved å bruke klemmeklokker. Etter å ha fjernet ledningen og skrudd av sikringsholderen, er det å lage et hull for den nye pluggen. Jeg brukte fresemaskinen til å frese ut hullet, men hvis du ikke har et, kan du kutte det ut ved hjelp av et stikksag. Sett på plass sikringsholderen og støpselet igjen. Jordledningen som kommer fra håndstykket har også en loddet kabelsko, så det må gjøres om til. Jeg brukte flate kabelsko og skrueterminaladaptere for å gjøre det lettere å fjerne frontpanelet hvis jeg må. Fordi det er maling rundt jordings- / transformatormonteringshullene, gjør de en ganske dårlig forbindelse til saken. Den beste måten å fikse det på er ved å fjerne malingen rundt hullene med slipepapir. Etter å ha installert bakpanelet igjen, måler du motstanden mellom saken og GND -pinnen på C14 -pluggen. Det bør være nær 0Ω.

Trinn 8: Valgfritt: Forbedre håndstykket

Til håndstykket. Etter å ha delt det så jeg to ting jeg ikke likte. For det første: Tilkoblingen mellom varmeelementets metallskall og jordledningen er gjort svært dårlig. Tråden er bare viklet rundt et metallstangflekk sveiset til metallskallet. Jeg prøvde å lodde den sammen, men dessverre er stangen laget av et slags ikke-loddbart metall, så jeg krympet den sammen i stedet. For det andre: På stikkontakten er det ingen strekkavlastning, så jeg legger et kabelbånd rundt og strammer det veldig godt. Denne løsningen er definitivt ikke den beste, men den er i det minste bedre enn ingen strekkavlastning. Sett håndstykket sammen igjen.

Trinn 9: Valgfritt: Forbedre holderen

Inne i vuggen er det to små neodymmagneter, som brukes til å oppdage at håndstykket er inne i vuggen. På stasjonen min hadde jeg noen problemer, fordi den ikke gjenkjente verktøyet i holderen i hver verktøyposisjon. Jeg la til noen ekstra magneter i holderen ved hjelp av varmt lim, og problemene var borte. Jeg har også 3D -skrevet ut dyseholderen fra Sp0nge tilgjengelig på Thingiverse, og skru den til holderen. Skruene er litt korte, men hvis du ikke strammer dem for mye, vil de gjøre susen.

Trinn 10: Etterbehandling

Det er et siste trinn igjen. Fest et Arduino "hacket" klistremerke til stasjonen og bruk det.

Funksjonene til den nye kontrolleren er:

Mer nøyaktig temperaturregulering

Stasjonen begynner ikke å varme opp hvis håndstykket ikke er inne i holderen under oppstart

Programvarekalibrering for tilgjengelig temperatur (Ved å trykke lenge på begge knappene)

Kaldluftsmodus (Ved å trykke kort på begge knappene)

Summer

Rask nedkjølingsmodus

Fullstendig åpen kildekode (slik at du enkelt kan annonsere/endre/fjerne funksjoner)

Viftefeildeteksjon

Hvilemodus (forhåndsinnstilt til 10 minutter, redigerbar ved hjelp av parameter SLP)

Referanser:

Offisiell EEVBlog -tråd

madworm (spitzenpfeil) sin blogg

madworm (spitzenpfeil) sin GitHub -side

Poorman's Electronic's Blog

Sp0nges dyseholder

MK1841 Dataark