Reflow lemna ploča za lemljenje: 5 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Lemljenje sitnih SMD komponenti može biti prilično izazovno, ali se proces može i automatizirati. To se može učiniti nanošenjem paste za lemljenje i pečenjem, u pećnici (reflow) ili na vrućoj ploči (poput ploče za kuhanje u vašoj kuhinji). Diljem weba vidio sam mnoge pećnice za preradu sa vlastitim rukama; po mom mišljenju imaju jednu veliku manu: zauzimaju puno prostora. Pa sam umjesto toga odlučio izgraditi grijaću ploču.

Ploča za kuhanje je potpuno programabilna, tako da se može dodati bilo koji profil ponovnog punjenja. Postupak ponovnog punjenja tada je potpuno automatiziran. Idemo graditi!

Korak 1: Dijelovi i alati

Dijelovi

• Vruća ploča, ja sam je dobio iz starog woka
• Solid State relej (SSR)
• Kabel za napajanje
• USB priključak za napajanje (američki utikač)
• LCD
• Ploča za izradu prototipa
• Arduino nano
• Ženska zaglavlja
• Termopar tipa K + pojačalo MAX 6675
• Pritisnite gumb
• USB na mini USB kabel

Alati

• Stezaljke
• Ljepilo za drvo
• Laserski rezač
• Bušilica
• Lemilica

Korak 2: Slučaj

Za slučaj imamo dvije mogućnosti, ovisno o vašoj ploči za kuhanje. Prva je mogućnost izmjena postojećeg kućišta, to je izvedivo ako je dovoljno veliko za smještaj SSR -a, LCD -a itd. Međutim, u mom slučaju nije bilo dovoljno mjesta pa sam morao dizajnirati novi.

Kućište je izrađeno od laserski izrezanog MDF -a. Zbog žive šarke, ovaj se dizajn može izvesti samo na laserskoj rezači: mali prorezi u MDF -u omogućuju savijanje. Komadići se mogu zalijepiti zajedno kao slagalica, samo upotrijebite dovoljno stezaljki. Dodajte vruću ploču i pričvrstite je na mjesto (moja je pričvršćena vijcima na dnu).

Potrebno je izbušiti neke dodatne rupe: jednu za kabel za napajanje, jednu za gumb i dvije za LCD. Na ovaj način bilo koji gumb, lcd, … koji imate okolo možete prilagoditi. LCD se tada može pričvrstiti zajedno s gumbom.

Termoelement treba čvrsto pritisnuti na ploču za kuhanje. Izbušite rupu i provucite termoelement. Zatim ga treba pritisnuti na MDF. Koristio sam malu limenu traku, ali možete koristiti i traku ili kravatu s patentnim zatvaračem (izbušite 2 rupe pored rupe za termoelement i provucite ih pomoću patentnog zatvarača).

Nešto čega morate biti svjesni: možda se pitate je li uporaba MDF -a u kombinaciji s pločom za kuhanje na 250 ° C dobra ideja. Općenito nije, ali ja sam to učinio takvim da ne predstavlja opasnost.

MDF dijelovi dodiruju samo noge ploče za kuhanje, koje su znatno hladnije (max 60 ° C) od vrha ploče za kuhanje. Svugdje drugdje, MDF i ploča za kuhanje odvojeni su malim zračnim razmakom. Budući da je zrak vrlo dobar izolator, MDF se uopće ne zagrijava, a kamoli zapali. Nadalje, temperatura je visoka samo tijekom nekoliko minuta pa noge nikada ne mogu doseći istu temperaturu kao vrh (nikad se ne postiže ravnotežno stanje).

Dodao sam datoteku Fusion 360 tako da je možete prilagoditi svojim potrebama. Samo imajte na umu prethodno upozorenje prilikom podešavanja dizajna za vlastitu ploču za kuhanje.

Korak 3: Elektronika

Elektronički dio ovog projekta prilično je jednostavan, potrebno je samo povezati neke module zajedno. Arduino dobiva temperaturu od termoelementa, čiji signal pojačava MAX6675. Zatim prikazuje temperaturu na LCD -u i po potrebi prebacuje Solid State Relej (SSR). Sve je prikazano na dijagramu.

Niski napon

Budući da ne troše mnogo energije, jednostavno možemo sve spojiti na Arduino pinove i konfigurirati potrebne pinove za napajanje i masu.

Zbog nekih ograničenja prostora, nije ispalo tako uredno kako sam se nadao. Sve sam montirao na mali komad ploče, lemljen na stražnjoj strani LCD zaslona. MAX6675 je sa stražnje strane zalijepljen dvostranom trakom.

Arduino se napaja putem mini USB priključka, pa ga povezujemo putem USB kabela na električnu ciglu. Bilo bi dobro testirati sustav u ovom trenutku prije nego nastavite.

Visoki napon

Sada možemo spojiti samu ploču za kuhanje. Budući da se radi o mrežnom ožičenju, trebali bismo biti vrlo oprezni: pri radu na tome provjerite je li sve isključeno!

Prije svega, trebali bismo uzemljiti grijaću ploču kako bismo spriječili strujni udar ako nešto pođe po zlu. Skinite kabel za napajanje i čvrsto pričvrstite žuto/zelenu žicu za uzemljenje na kućište.

Zatim ćemo spojiti dva terminala ploče za kuhanje na mrežu putem SSR -a. Priključite žicu pod naponom (kôd boje ovisi o vašoj zemlji) na jednu stranu SSR -a. Spojite drugu stranu SSR -a na grijaću ploču kratkom žicom (isti mjerač/promjer kao i kabel za napajanje). Drugi kraj ploče za kuhanje ide na neutralnu žicu. Dodao sam sliku ožičenja prije postavljanja ploče za kuhanje u kućište kako bi to bilo jasno.

Ožičenje adaptera za napajanje lakše je: žica pod naponom ide do jednog priključka, a neutralna do drugog. Iako živim u Europi, za to sam koristio američki adapter za napajanje: rupe na zupcima vrlo su prikladne za pričvršćivanje lopatica.

To zaokružuje elektroniku, a sada dopušta da joj unesemo malo života u kôd.

Korak 4: Programiranje

Kôd je ono što glupi wok pretvara u ploču za reflow. Omogućuje nam preciznu kontrolu temperature i dodavanje prilagođenih profila reflowa.

Reflow profili

Nažalost, lemljenje s reflowom nije tako jednostavno kao uključiti grijač, čekati i ponovno ga isključiti. Temperatura mora slijediti određeni profil, takozvani profil reflowa. Dobro objašnjenje možete pronaći ovdje ili na drugim mjestima na međusobnim mrežama.

Kôd omogućuje spremanje više profila kako bi se zadovoljile različite potrebe (uglavnom lemljeni olovom ili olovom). Jednostavan pritisak gumba prebacuje se između njih. Dodaju se u Times_profile i Temps_profile, a oba su 4 vektora stupca. Prvi stupac služi za fazu predgrijavanja, drugi za fazu natapanja, zatim nadograđuje i na kraju fazu ponovnog zagrijavanja.

Upravljanje kuhalištem

Voziti vruću ploču tako da slijedi ovu putanju nije jednostavno. Znanost iza toga naziva se teorija kontrole. Ovdje se može ići vrlo detaljno i osmisliti savršeni kontroler, ali mi ćemo ga držati što jednostavnijim, a pritom osigurati dobar rezultat. Ulaz u naš sustav je SSR, koji ga uključuje ili isključuje, a izlaz je temperatura koju možemo mjeriti. Uključivanjem ili isključivanjem SSR -a, na temelju ove temperature uvodimo povratne informacije, a to nam omogućuje kontrolu temperature. Objasnit ću postupak što je moguće intuitivnije, te objasniti kako možete okarakterizirati svoju specifičnu ploču za rad s kodom koji sam napravio.

Svi znamo da se pri uključivanju grijača ne zagrijava odmah. Postoji kašnjenje između uključivanja (radnja) i zagrijavanja (reakcija). Dakle, kad želimo postići temperaturu od 250 ° C, trebali bismo isključiti ploču za kuhanje neko vrijeme prije toga. Ovo kašnjenje može se mjeriti uključivanjem ploče za kuhanje i mjerenjem vremena između uključivanja i promjene temperature. Pretpostavimo da je kašnjenje 20 sekundi. Ispunite ovo za varijablu "timeDelay".

Drugi način gledanja na to bio bi sljedeći: isključimo li grijač na 250 ° C, on bi dosegao veću vrijednost - recimo 270 C - i zatim se počeo pomalo hladiti. Razlika u temperaturi je u našem slučaju prekoračenje - 20 ° C. Ispunite ovo za varijablu "overShoot".

Zaključno: za postizanje 250 ° C potrebno je isključiti ploču za kuhanje na 230 ° C i pričekati još 20 sekundi da ploča za kuhanje dosegne ovu temperaturu prekoračenja.

Kad temperatura padne, ploča za kuhanje bi se trebala ponovno uključiti. Čekanje na pad od 20 ° C ne bi dalo lijep rezultat, pa se koristi drugačiji prag. To se naziva kontrola s histerezom (različite vrijednosti za uključivanje i isključivanje). Mali rafali od najviše 10 sekundi koriste se za održavanje temperature.

Mjerenja

Da bih provjerio kontroler, zabilježio sam podatke u excel datoteku putem Putty -a (serijskog terminala za računalo s nekim izvrsnim značajkama). Kao što vidite, profil reflow -a je više nego dovoljno dobar. Nije loše za jeftini električni vok!

Korak 5: Testirajte i uživajte

Gotovi smo! Pretvorili smo stari wok u ringlu za reflow!

Uključite grijaću ploču, odaberite profil ponovnog puštanja i pustite da stroj obavi posao. Nakon nekoliko minuta lem se počinje topiti i lemi sve komponente na svoje mjesto. Prije nego što ga dodirnete, pustite da se sve ohladi. Alternativno, može se koristiti i kao predgrijač, što je zgodno za ploče s velikim tlocrtima.

Nadam se da vam se projekt svidio i da ste pronašli inspiraciju za napraviti nešto slično! Slobodno pogledajte moje ostale upute: