Reflow Soldering Hotplate: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

لحیم کاری اجزای کوچک SMD می تواند بسیار چالش برانگیز باشد ، اما این فرایند همچنین می تواند به صورت خودکار انجام شود. این کار را می توانید با استفاده از خمیر لحیم کاری و پختن آن ، در فر (reflow) یا روی یک بشقاب داغ (مانند بشقاب آشپزخانه) انجام دهید. در سراسر وب ، من بسیاری از اجاق های reflow DIY را دیده ام. به نظر من آنها یک نقطه ضعف بزرگ دارند: آنها فضای زیادی را اشغال می کنند. بنابراین تصمیم گرفتم به جای آن یک صفحه داغ بسازم.

صفحه داغ کاملاً قابل برنامه ریزی است ، به طوری که می توان هر پروفایل reflow را اضافه کرد. سپس فرآیند برگشت مجدد به طور خودکار انجام می شود. بیایید ساختمان بگیریم!

مرحله 1: قطعات و ابزارها

قطعات

• بشقاب داغ ، من معدن را از یک ووک قدیمی تهیه کردم
• رله حالت جامد (SSR)
• سیم برق
• پریز برق USB (پریز ایالات متحده)
• LCD
• تابلوی نمونه سازی
• آردوینو نانو
• سرصفحه های زنانه
• نوع K ترموکوپل + MAX 6675 تقویت کننده
• دکمه را فشار دهید
• کابل USB به mini USB

ابزارها

• گیره ها
• چسب چوب
• لیزر شکن
• مته
• آهن لحیم کاری

مرحله 2: مورد

برای مورد ، ما دو گزینه داریم ، بسته به صفحه داغ شما. اولین گزینه این است که محفظه موجود را تغییر دهید ، این امر در صورتی امکان پذیر است که به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند SSR ، LCD و غیره را در خود جای دهد. اما در مورد من ، اتاق کافی وجود نداشت ، بنابراین مجبور شدم یک اتاق جدید طراحی کنم.

جنس بدنه از MDF برش خورده با لیزر می باشد. با توجه به لولا زنده ، این طرح را فقط می توان بر روی لیزر برش انجام داد: شکاف های کوچک در MDF باعث خم شدن آن می شود. قطعات را می توان به عنوان یک پازل به هم چسباند ، فقط از گیره کافی استفاده کنید. صفحه داغ را اضافه کنید و آن را در جای خود محکم کنید (قسمت پایینی من با پیچ محکم شده است).

چند سوراخ اضافی نیاز به حفر کردن دارد: یکی برای سیم برق ، یکی برای دکمه و دو مورد برای LCD. به این ترتیب ، هر دکمه ، ال سی دی ، … که در اطراف قرار داده اید می تواند متناسب شود. سپس می توانید LCD را به همراه دکمه در جای خود پیچ کنید.

ترموکوپل باید محکم به صفحه داغ فشار داده شود. سوراخی ایجاد کرده و ترموکوپل را از طریق آن تغذیه کنید. بعد ، باید روی MDF فشار داده شود. من از یک نوار حلبی کوچک استفاده کردم ، اما شما همچنین می توانید از نوار چسب یا کراوات زیپی استفاده کنید (2 سوراخ در کنار سوراخ ترموکوپل ایجاد کنید و کراوات زیپ را با آنها تغذیه کنید).

نکته ای که باید از آن آگاه باشید: شاید با خود فکر کنید که آیا استفاده از MDF در ترکیب با بشقاب پخت 250 درجه سانتی گراد ایده خوبی است. به طور کلی اینطور نیست ، اما من پرونده را طوری مطرح کرده ام که این خطری ندارد.

قطعات MDF فقط پاهای هاتپات را لمس می کنند ، که به طور قابل توجهی سردتر (حداکثر 60 درجه سانتیگراد) نسبت به قسمت بالای داغ هستند. در همه جای دیگر ، MDF و صفحه داغ با یک فاصله کوچک هوا از هم جدا می شوند. از آنجا که هوا عایق بسیار خوبی است ، MDF به هیچ وجه گرم نمی شود ، چه برسد به آتش سوزی. علاوه بر این ، درجه حرارت فقط در عرض چند دقیقه بالا است ، بنابراین پاها هرگز نمی توانند به دمای بالایی برسند (حالت پایدار هرگز به دست نمی آید).

فایل Fusion 360 را اضافه کردم تا بتوانید آن را با نیاز خود تنظیم کنید. فقط هنگام تنظیم طرح هات پلیت خود ، هشدار بالا را در نظر داشته باشید.

مرحله 3: الکترونیک

بخش الکترونیکی این پروژه کاملاً ساده است ، ما فقط باید برخی از ماژول ها را به یکدیگر متصل کنیم. آردوینو دما را از ترموکوپل دریافت می کند که سیگنال آن توسط MAX6675 تقویت می شود. سپس دما را روی LCD نمایش می دهد و در صورت نیاز یک رله حالت جامد (SSR) را تغییر می دهد. همه چیز روی نمودار نشان داده شده است.

ولتاژ پایین

از آنجا که آنها قدرت زیادی نمی گیرند ، ما می توانیم همه چیز را به پین های آردوینو متصل کرده و پین های مورد نیاز را برای برق و زمین پیکربندی کنیم.

به دلیل برخی محدودیت های فضا ، آنطور که انتظار داشتم خوب پیش نرفت. همه چیز را روی یک تخته کوچک از تخته چوبی نصب کردم ، که در پشت صفحه LCD لحیم شده بود. MAX6675 با نوار دو طرفه به پشت چسبیده بود.

آردوینو از طریق پورت مینی USB تغذیه می شود ، بنابراین ما آن را از طریق کابل USB به آجر قدرت متصل می کنیم. ایده خوبی است که سیستم را در این مرحله قبل از ادامه کار آزمایش کنید.

ولتاژ بالا

اکنون می توانیم خود صفحه گرم کن را متصل کنیم. از آنجا که این سیم کشی اصلی است ، باید بسیار مراقب باشیم: هنگام کار روی آن مطمئن شوید که همه چیز از برق جدا شده است!

اول از همه ، ما باید هات پلیت را زمین گیر کنیم تا در صورت بروز هرگونه مشکل ، از برق گرفتگی جلوگیری شود. کابل برق را بردارید و سیم اتصال زمین زرد/سبز را محکم به محفظه پیچ کنید.

در مرحله بعد ، ما دو پایانه گرمکن را از طریق SSR به شبکه اصلی متصل می کنیم. سیم زنده (کد رنگ بستگی به کشور شما دارد) را به یک طرف SSR وصل کنید. طرف دوم SSR را از طریق یک سیم کوتاه (اندازه و قطر یکسان کابل برق) به بخاری وصل کنید. انتهای دیگر صفحه گرم به سیم خنثی می رود. من یک عکس از سیم کشی را قبل از نصب هاتپورت در کیس اضافه کردم تا این امر روشن شود.

سیم کشی آداپتور برق آسان تر است: سیم برق به یک ترمینال می رود و سیم خنثی به پایانه دیگر. اگرچه من در اروپا زندگی می کنم ، اما از یک آداپتور برق ایالات متحده برای این کار استفاده کردم: سوراخ های شاخک بسیار مناسب برای اتصال پایانه های بیل به آنها است.

این امر وسایل الکترونیکی را به هم می ریزد ، در حال حاضر اجازه می دهد تا با استفاده از کد در آن زندگی کنید.

مرحله 4: برنامه نویسی

کد چیزی است که یک ووک گنگ را به یک هات پلیت بازگرداننده تبدیل می کند. این به ما امکان می دهد دما را دقیقاً کنترل کرده و پروفایل های reflow سفارشی را اضافه کنیم.

بازگرداندن پروفایل ها

متأسفانه لحیم کاری Reflow به سادگی روشن کردن بخاری ، منتظر ماندن و خاموش کردن دوباره آن نیست. دما باید از یک پروفایل خاص ، به اصطلاح پروفیل رفلون ، پیروی کند. توضیح خوبی را می توانید در اینجا یا در مکان های دیگر در شبکه های بین المللی پیدا کنید.

کد اجازه می دهد تا چندین پروفایل را برای برآوردن نیازهای مختلف (عمدتا لحیم کاری بدون سرب یا بدون سرب) ذخیره کنید. یک دکمه ساده بین آنها جابجا می شود. آنها در پروفایل Times_profile و Temps_profile اضافه می شوند که هر دو 4 بردار ستون هستند. ستون اول برای مرحله پیش گرمایش ، ستون دوم برای مرحله خیساندن ، سپس شیب بالا و در نهایت مرحله برگشت مجدد است.

کنترل صفحه داغ

رانندگی با صفحه داغ به گونه ای که از این مسیر پیروی کند ، ساده نیست. علم پشت این نظریه نظریه کنترل نامیده می شود. می توان در اینجا بسیار عمیق عمل کرد و کنترل کننده کامل را طراحی کرد ، اما ما تا آنجا که ممکن است آن را ساده نگه می داریم در حالی که هنوز نتیجه مطلوبی را تضمین می کنیم. ورودی سیستم ما SSR است که آن را روشن یا خاموش می کند و خروجی دما است که می توانیم اندازه گیری کنیم. با روشن یا خاموش کردن SSR ، بر اساس این دما بازخورد را ارائه می دهیم ، و این چیزی است که به ما اجازه می دهد دما را کنترل کنیم. من این فرایند را تا حد امکان بصری توضیح خواهم داد و توضیح خواهم داد که چگونه می توانید صفحات داغ خاص خود را برای کار با کدی که ساخته ام مشخص کنید.

همه ما می دانیم که هنگام روشن کردن بخاری ، فوراً گرم نمی شود. بین روشن شدن (عمل) و داغ شدن (واکنش) تأخیر وجود دارد. بنابراین هنگامی که می خواهیم به دمای 250 درجه سانتی گراد برسیم ، باید قبل از آن داغ صفحه را خاموش کنیم. این تأخیر را می توان با روشن کردن صفحه گرم و اندازه گیری زمان بین روشن شدن و تغییر دما اندازه گیری کرد. فرض کنیم تاخیر 20 ثانیه است. این مورد را برای متغیر "timeDelay" پر کنید.

روش دیگر نگاه کردن به آن به شرح زیر است: اگر بخاری را در دمای 250 درجه سانتی گراد خاموش کنیم ، به مقدار بالاتری - مثلاً 270 درجه سانتی گراد - می رسد و سپس تا حدودی سرد می شود. تفاوت دما بیش از حد است - در مورد ما 20 درجه سانتی گراد. این مورد را برای متغیر "overShoot" پر کنید.

در نتیجه: رسیدن به دمای 250 درجه سانتیگراد مستلزم این است که صفحه داغ را در دمای 230 درجه سانتی گراد خاموش کرده و 20 ثانیه دیگر منتظر بمانیم تا صفحه داغ به این درجه حرارت برسد.

هنگامی که درجه حرارت کاهش می یابد ، داغ باید دوباره روشن شود. انتظار برای کاهش 20 درجه سانتی گراد نتیجه خوبی نخواهد داشت ، بنابراین از آستانه متفاوتی استفاده می شود. به این می گویند کنترل با پسماند (مقادیر مختلف برای روشن و خاموش کردن). انفجارهای کوچک حداکثر 10 ثانیه برای حفظ دما استفاده می شود.

اندازه گیری ها

برای تأیید کنترلر ، داده ها را از طریق Putty (یک پایانه سریال برای رایانه شخصی با برخی از ویژگی های عالی) به یک فایل اکسل وارد کردم. همانطور که مشاهده می کنید ، پروفیل بازخوانی تولید شده بیش از حد خوب است. برای ووک برقی ارزان بد نیست!

مرحله 5: آزمایش کنید و لذت ببرید

انجام شد! ما یک ووک قدیمی را به یک هات پلیت reflow تبدیل کرده ایم!

صفحه داغ را وصل کنید ، پروفایل reflow را انتخاب کنید و به دستگاه اجازه دهید کار را انجام دهد. پس از چند دقیقه ، لحیم شروع به ذوب شدن می کند و همه اجزا را در جای خود لحیم می کند. فقط مطمئن شوید قبل از لمس کردن همه چیز را سرد کنید. از طرف دیگر ، می توان از آن به عنوان پیش گرم کننده نیز استفاده کرد ، که برای تخته هایی با سطوح بزرگ زمین مناسب است.

امیدوارم از پروژه خوشتان آمده باشد و برای ساختن چیزی مشابه الهام گرفته باشید! با خیال راحت سایر دستورالعمل های من را بررسی کنید: