Reflow Lodding Hotplate: 5 Steps (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Lodding av små SMD -komponenter kan være ganske utfordrende, men prosessen kan også automatiseres. Dette kan gjøres ved å påføre loddepasta og bake den, enten i en (tilbakeløp) ovn eller på en kokeplate (som en kokeplate på kjøkkenet ditt). På nettet har jeg sett mange DIY reflow ovner; etter min mening har de en stor ulempe: de tar mye plass. Så jeg bestemte meg for å bygge en kokeplate i stedet.

Kokeplaten er fullt programmerbar, slik at en hvilken som helst reflow -profil kan legges til. Reflow -prosessen blir deretter fullstendig automatisert. La oss bygge!

Trinn 1: Deler og verktøy

Deler

• Kokeplate, jeg fikk min fra en gammel wok
• Solid State Relay (SSR)
• Strømledning
• USB -strømkontakt (amerikansk plugg)
• LCD
• Prototypebrett
• Arduino nano
• Kvinnelige overskrifter
• Type K termoelement + MAX 6675 forsterker
• Trykknapp
• USB til mini USB -kabel

Verktøy

• Klemmer
• Tre lim
• Laserkutter
• Bore
• Loddejern

Trinn 2: Saken

For saken har vi to alternativer, avhengig av kokeplaten din. Et første alternativ er å endre det eksisterende kabinettet, dette er levedyktig hvis det er stort nok til å ta imot en SSR, LCD osv. I mitt tilfelle var det imidlertid ikke nok plass, så jeg måtte designe en ny.

Saken er laget av laserskåret MDF. På grunn av det levende hengslet kan denne designen bare lages på en laserskjærer: små spalter i MDF gjør den i stand til å bøye seg. Brikkene kan limes sammen som et puslespill, bare bruk nok klemmer. Legg til kokeplaten og fest den på plass (min er festet med skruer i bunnen).

Noen ekstra hull må bores: ett for strømledningen, ett for knappen og to for LCD -skjermen. På denne måten kan en hvilken som helst knapp, lcd, … du har rundt deg, få den til å passe. LCD -skjermen kan deretter skrus på plass, sammen med knappen.

Termoelementet skal presses godt mot kokeplaten. Bor et hull og før termoelementet gjennom. Deretter skal den presses mot MDF. Jeg brukte en liten tinnlist, men du kan også bruke tape eller glidelås (bor 2 hull ved siden av termoelementhullet og mate glidelåsen selv om de er).

Noe å være oppmerksom på: du lurer kanskje på om du bruker MDF i kombinasjon med en 250 ° C -tallerken. Generelt er det ikke det, men jeg har gjort saken slik at dette ikke er en fare.

MDF -delene berører bare føttene på kokeplaten, som er betydelig kjøligere (maks 60 ° C) enn toppen av kokeplaten. Overalt ellers er MDF og kokeplate atskilt med et lite luftespalte. Siden luft er en veldig god isolator, varmes ikke MDF opp i det hele tatt, enn si at det tar fyr. Videre er temperaturen bare høy i løpet av noen få minutter, slik at beina aldri kan nå samme temperatur som toppen (steady-state oppnås aldri).

Jeg la til Fusion 360 -filen slik at du kan tilpasse den til dine behov. Bare vær oppmerksom på advarselen ovenfor når du stiller designet til din egen kokeplate.

Trinn 3: Elektronikk

Elektronikkdelen av dette prosjektet er ganske grei, vi trenger bare å koble noen moduler sammen. Arduinoen får temperaturen fra et termoelement, hvis signal forsterkes av MAX6675. Den viser deretter temperaturen på en LCD og bytter en Solid State Relay (SSR) om nødvendig. Alt er avbildet på diagrammet.

Lav spenning

Siden de ikke trekker mye strøm, kan vi ganske enkelt koble alt til Arduino -pinnene og konfigurere de nødvendige pinnene for strøm og jord.

På grunn av noen plassbegrensninger ble det ikke så pent som jeg hadde håpet. Jeg monterte alt på et lite stykke perfboard, loddet på baksiden av LCD -skjermen. MAX6675 ble tapet på baksiden med litt dobbeltsidig tape.

Arduinoen drives av mini -USB -porten, så vi kobler den til via strømkabelen via en USB -kabel. Det er en god idé å teste systemet på dette tidspunktet før du går videre.

Høyspenning

Vi kan nå koble til selve kokeplaten. Siden dette er nettledninger, bør vi være veldig forsiktige: sørg for at alt er koblet fra når du jobber med det!

Først og fremst bør vi koble kokeplaten for å forhindre elektrisk støt hvis noe går galt. Fjern strømkabelen og skru den gule/grønne jordledningen godt til huset.

Deretter kobler vi de to terminalene på kokeplaten til strømnettet via SSR. Koble strømledningen (fargekoden avhenger av landet ditt) til den ene siden av SSR. Koble den andre siden av SSR til kokeplaten via en kort ledning (samme måler/diameter som strømkabelen). Den andre enden av kokeplaten går til den nøytrale ledningen. Jeg la til et bilde av ledningene før du monterte kokeplaten i etuiet for å gjøre dette klart.

Det er lettere å koble til strømadapteren: strømførende ledning går til den ene terminalen, og den nøytrale til den andre. Selv om jeg bor i Europa, brukte jeg en amerikansk strømadapter til dette: hullene i tappene er veldig praktiske å feste spadeterminaler til.

Det bryter elektronikken, og lar oss nå blåse litt liv i den med kode.

Trinn 4: Programmering

Koden er det som gjør en dum wok til en kokende kokeplate. Det lar oss nøyaktig kontrollere temperaturen og legge til tilpassede reflow -profiler.

Reflow -profiler

Dessverre er ikke loddetinn så enkelt som å slå på varmeren, vente og slå den av igjen. Temperaturen må følge en bestemt profil, den såkalte reflow -profilen. En god forklaring finner du her, eller andre steder på interwebs.

Koden lar deg lagre flere profiler for å tilfredsstille forskjellige behov (hovedsakelig bly eller blyfritt loddetinn). Et enkelt knappetrykk bytter mellom dem. De legges til i Times_profile og Temps_profile, som begge er 4 kolonnevektorer. Den første kolonnen er for forvarmingsfasen, den andre for bløtleggingsfasen, deretter rampe opp og til slutt reflowfasen.

Kontroll av kokeplaten

Å kjøre kokeplaten slik at den følger denne banen er ikke enkelt. Vitenskapen bak dette kalles kontrollteori. Man kan gå veldig i dybden her og designe den perfekte kontrolleren, men vi vil holde det så enkelt som mulig, samtidig som vi sikrer et godt resultat. Inngangen til systemet vårt er SSR, som slår den på eller av, og utgangen er temperaturen, som vi kan måle. Ved å slå SSR på eller av, basert på denne temperaturen, introduserer vi tilbakemelding, og det er det som lar oss kontrollere temperaturen. Jeg vil forklare prosessen så intuitivt som mulig, og forklare hvordan du kan karakterisere din spesifikke kokeplate for å jobbe med koden jeg laget.

Vi vet alle at når du slår på en varmeapparat, blir det ikke umiddelbart varmt. Det er en forsinkelse mellom å slå den på (handling) og bli varm (reaksjon). Så når vi ønsker å nå en temperatur på 250 ° C, bør vi slå av kokeplaten en stund før det. Denne forsinkelsen kan måles ved å slå på kokeplaten og måle tiden mellom den slås på og endringen i temperaturen. La oss anta at forsinkelsen er 20 sekunder. Fyll ut denne for variabelen "timeDelay".

En annen måte å se på det ville være som følger: Hvis vi slår av varmeapparatet ved 250 ° C, vil det nå en høyere verdi - la oss si 270 C - og deretter begynne å avkjøle seg noe. Temperaturforskjellen er overskridelsen - 20 ° C i vårt tilfelle. Fyll ut denne for variabelen "overShoot".

Avslutningsvis: Når vi når 250 ° C, må vi slå av kokeplaten ved 230 ° C og vente 20 sekunder til kokeplaten når denne overskridelsestemperaturen.

Når temperaturen har sunket, skal kokeplaten slås på igjen. Å vente på et fall på 20 ° C ville ikke gitt et bra resultat, så en annen terskel brukes. Dette kalles kontroll med hysterese (forskjellige verdier å slå på og av). Små utbrudd på maks 10 sekunder brukes for å opprettholde temperaturen.

Målinger

For å bekrefte kontrolleren logget jeg dataene til en excel -fil via Putty (en seriell terminal for PCen med noen fantastiske funksjoner). Som du kan se, er reflowprofilen produsert mer enn god nok. Ikke verst for billig elektrisk wok!

Trinn 5: Test og nyt

Vi er ferdige! Vi har gjort en gammel wok til en kokeplate med tilbakeløp!

Koble til kokeplaten, velg en reflow -profil og la maskinen gjøre jobben. Etter noen minutter begynner loddetinnet å smelte og alle komponentene på plass. Bare la alt avkjøles før du berører det. Alternativt kan den også brukes som forvarmer, noe som er praktisk for brett med store bakkeplan.

Jeg håper du likte prosjektet og har funnet inspirasjon til å lage noe lignende! Sjekk gjerne ut mine andre instrukser: