Reflowduino ile DIY Reflow Fırın: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Reflowduino, kişisel olarak tasarladığım ve ürettiğim, hepsi bir arada Arduino uyumlu bir kontrol kartıdır ve bir tost makinesi fırınını kolayca bir PCB reflow fırına dönüştürebilir! Mikro USB programlama arayüzüne sahip çok yönlü bir ATmega32u4 mikroişlemci, gürültü filtrelemeli entegre bir MAX31855 K tipi termokupl arayüzü, bir mobil cihazla kolay iletişim için Bluetooth Düşük Enerji (BLE 4.0), LiPo pil şarjı ve durum göstergesi, isteğe bağlı bir katı- durum rölesi ve en sevdiğiniz tema şarkılarını çalmak için bir piezo zili. Daha da iyisi, EAGLE PCB dosyaları, Arduino IDE örnek kodu, Bluetooth kontrolü için örnek Android uygulaması ve pişirmeye başlamak için bir ekmek kızartma makinesi fırınının nasıl değiştirileceğine dair tam öğreticiler dahil tüm bunları herkesin keyfini çıkarması için tamamen açık kaynaklı olarak yayınladım. '!

Bir Reflowduino veya Sidekick Röle Modülü sipariş etmek isterseniz, lütfen web sitemi ziyaret edin!

Reflowduino hakkında tam belgeler, kaynak dosyalar, şemalar ve daha kapsamlı bilgiler için lütfen buradan resmi Github sayfasını ziyaret edin.

Şimdi başlayalım!

Adım 1: Parçalarınızı Toplayın

Parça listesi

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + katı hal rölesi (Sidekick röle modülünü kullanacağım)
• K tipi termokupl (Reflowduino ile birlikte verilir)
• Reflowduino güç kaynağı: LiPo pil, 5V mikro USB (dizüstü bilgisayardan veya adaptörden) veya her ikisi!
• Tost makinesi fırını VEYA sıcak plaka (Bu 1100W tost makinesi fırınını yaklaşık 20 $ iken kullandım)
• Tornavida (kızartma makinesini sökmek için)
• Küçük düz tornavida (vidalı terminaller için)
• Akıllı telefon veya Bluetooth özellikli cihaz. Şu anda uygulamanın yalnızca bir Android sürümü mevcut
• İsteğe bağlı: Excel aracılığıyla gerçek zamanlı olarak veri toplamak ve grafiğini oluşturmak için bir dizüstü bilgisayar! Bunun çalışması için Reflowduino'yu mikro USB üzerinden dizüstü bilgisayara bağlamanız gerekecek.

Aşağıdaki öğeler yalnızca yeniden akışlı fırın yapınızda çok fazla özelleştirme yapmak istiyorsanız gereklidir (çoğu durumda gerekli değildir):

• Tel kesiciler
• Havya ve lehim
• 14-18 AWG tel (bükümlü tel ile uğraşmak daha kolaydır)
• Yalıtım telleri için uygun boyutta ısıyla daralan makaron. Kurulumunuza bağlıdır.
• Güvenlik gözlükleri (güvende kalın, burada şebeke voltajlarıyla uğraşıyoruz!)
• Eldivenler (kızartma makinesi fırınlarının sacları keskin olabilir ve her yerden çıkan vidalarla basılabilir!)

Güvenlik Feragatnamesi: Elektronikte yeni başlıyorsanız veya şebeke voltajıyla çalışmak için uygun deneyiminiz yoksa, bununla uğraşmamanızı, bir profesyonele danışmanızı veya yeterince yetkin olana kadar öğrenmeye devam etmenizi öneririm. ! Reflowduino PCB'lerinin veya ilgili bileşenlerinin ve elektrik sisteminin (şebeke gücü, kesici paneller vb. dahil) yanlış kullanımından kaynaklanabilecek herhangi bir aksilikten sorumlu değilim. Gerektiğinde tüm güvenlik önlemlerini alın. Ayrıca, tüketim için yemek pişirmek için PCB'leri yeniden akıtmak için aynı cihazı kullanmanız önerilmez. Bu, özellikle PCB'leriniz için kurşunlu lehim kullanıyorsanız, gıda zehirlenmesine neden olabilir. Eylemlerinizden tamamen siz sorumlusunuz ve bunları riski size ait olmak üzere gerçekleştirin!

Olduğu söyleniyor, arkadaşlarımı kendin yap… iyi eğlenceler ve güvende kalın!

Reflowduino ve Sidekick

NOT: Artık bir ESP32 geliştirme kartının bir yeniden akış fırınını kablosuz olarak kontrol etmesi için "Reflowduino32" adlı bir eklenti modülü de bulunmaktadır. Lütfen tüm belgeler için Reflowduino Github sayfasına ve bu ESP32 reflow fırın öğreticisine bakın!

Her şeyden önce, Reflowduino'nun iki sürümü vardır: Basic ve Pro ve özel uygulamanıza bağlı olarak birini veya diğerini seçmek isteyebilirsiniz. Daha sonra, sizin için tüm elektrik kablolarını yöneten ve herhangi bir şeyi lehimleme ihtiyacını tamamen ortadan kaldıran Solid-State Sidekick adlı kullanışlı bir katı hal röle modülü yaptım. Cihazı doğrudan Sidekick'e ve Reflowduino'dan gelen iki röle giriş kablosuna takmanız yeterlidir ve hazırsınız!

Aşağıda mevcut seçeneklerinizin bir özeti verilmiştir:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Katı Hal Yardımcısı
3. Reflowduino Basic + diğer katı hal rölesi (kendinizi seçin)
4. Diğer Arduino uyumlu kart + termokupl arayüzü + termokupl + Bluetooth modülü + Solid-State Sidekick (veya diğer röle) + LiPo pil "sırt çantası" (opsiyonel)

İlk seçenek, Reflowduino'ya önceden monte edilmiş röle ile birlikte gelir. Bu, özellikle kabloları kendiniz lehimlemek ve biraz para kazanmak istiyorsanız, herhangi bir genel ekmek kızartma makinesi fırınını veya sıcak plakayı kontrol etmek için çok yönlü iyi bir seçenektir.

İkinci seçenek, açık ara farkla en kolay (ve en güvenli) seçenektir ve Sidekick röle modülü katı hal rölesinin yanı sıra sizin için tüm hükümlere sahip olduğundan gerçekten istemediğiniz sürece cihazda herhangi bir lehimleme veya ince ayar gerektirmez. sadece bir şeyleri fişe takarak bağlayın. Evet, beni doğru duydunuz! Bu, herhangi bir ekmek kızartma makinesi fırınını açmadan kontrol edebileceğiniz anlamına gelir!

Üçüncü seçenek, belki daha yüksek bir akım kapasitesiyle veya özel montaj konfigürasyonu gibi başka bir nedenle (kim bilir?) kendi katı hal rölenizi seçmeyi tercih etmenizdir.

Son seçenek, zaten çok fazla parçaya sahip olabilecek ve yeni bir şey satın almadan bir şeyler hızlı bir şekilde bir araya getirmek isteyenler içindir, ki bu da gayet iyi! Arduino'yu bu termokupl ayırma panosu ve tabii ki termokuplun kendisi gibi bir şeyle birlikte kullanabilirsiniz. Demo uygulamasını kullanmak için, kablosuz iletişimi dışarıda bırakmak ve verileri bir bilgisayar aracılığıyla Excel'de grafik haline getirmek istemiyorsanız, bir HM-10 Bluetooth modülüne de ihtiyacınız olacak. Seçtiğiniz parçalara bağlı olarak demo kodunu ihtiyaçlarınıza göre değiştirmeniz gerekebileceğini unutmayın.

Kaynaklar:

• Hızlı Reflowduino özellikleri için buraya tıklayın.
• Reflowduino pin çıkışlarının bir açıklaması için buraya tıklayın

Katı Hal Rölesi

Reflowduino Pro kullanıyorsanız bu bölümü atlayabilirsiniz, ancak Reflowduino Basic kullanıyorsanız Sidekick'i almanız veya kendi röle modülünüzü seçmeniz gerekir. Kendinizinkini seçerken aşağıdakileri kontrol edin:

• Röle Tipi: sadece geleneksel bir kontak rölesi değil, katı hal olması gerekir. Özel uygulamamız için geleneksel bir röle ile kurtulabilirsiniz (çünkü sürekli PWM değil, zaman orantı kontrolü kullanacağız), ancak bu garanti edilmez veya tavsiye edilmez. Ayrıca, her geçişte rölenin "tık" sesini duyacaksınız, bu da can sıkıcı olabilir.
• Opto-izolasyon: güvenlik için optik olarak izole edilmiş olanı arayın. Bu, Arduino'nuzun 120V/240VAC tarafından zorlanmayacağından emin olabileceğiniz anlamına gelir!
• Kontrol Voltajı: 3.3V veya 5V uyumlu olması gerekir
• Çıkış Derecesi: cihazınızın kullanacağı akım miktarını idare etmesi gerekir. Herhangi bir ABD cihazı için (yasal olarak kullanılıyor), kesiciler 15A'da açıldığından beri ihtiyacınız olan tek şey 15A/120VAC'dir.

Reflowduino Pro'nun opto-izoleli katı hal rölesi, 3-15VDC'lik bir kontrol voltajına sahiptir ve uygun konveksiyon soğutması ile 25A/240VAC'ye kadar çalışabilir. Normal şartlar altında, tüm ABD cihazları için yeterince iyi olacak ve çoğu 240VAC cihazı için yeterli olması gereken 10A/240VAC veya 20A/120VAC ile çalışabilir.

Kaynaklar:

Reflowduino'nun katı hal rölesi PF240D25R teknik özellik sayfası

Tost Makinesi Fırın veya Sıcak Tabak

Bir tost makinesi fırını seçerken, uygulamanız için doğru boyutta olanı seçmek önemlidir, çünkü daha küçük, ısıtma açısından daha yüksek verimliliğe eşittir! Ancak, daha büyük olanlar da işe yarayacaktır, tam bir çöp olmadığından emin olmak için incelemeleri kontrol etmeniz yeterlidir. Ben şahsen bunu Walmart'tan indirimdeyken vergi dahil yaklaşık 21 dolara satın aldım.

PCB'nin üzerine oturması için düz bir metal tepsiye sahip olduğunuzdan emin olmak da iyi bir fikirdir. Pek çok ekmek kızartma makinesi fırını (satın aldığım fırın dahil!), üzerlerinde çıkıntılar ve ızgara desenleri olan tepsilerle gelir ve bu kesinlikle PCB'nin yeniden akması için ideal değildir, çünkü PCB'de termal düzensizliklere neden olur. Ancak şansım yaver gitti çünkü damlama tepsisi ihtiyacım olan şey için mükemmeldi, bu yüzden birlikte gelen metal ızgarayı ve pişirme tavasını fırlatıp attım.

Sıcak plakalar için düz yüzeyli olanı seçmek de aynı derecede önemlidir. Çoğu sıcak plaka, plakanın ortasında arzu edilmeyen girintili bir dairesel alana sahiptir, bu nedenle PCB'lerinizi yerleştirmek için en kullanışlı alana sahip olmanız için bu alanı en aza indirmeye çalışın. Ayrıca, yalnızca tek bir düğmesi (sıcaklık kontrolü) olan bir sıcak plaka seçin, çünkü bu şekilde kabloları değiştirmek için açmanıza bile gerek kalmaz!

Bu konu hakkında daha fazla bilgi için lütfen Github wiki sayfasına bakın.

Adım 2: Bağlayın

Artık parçalara sahip olduğunuza göre, hepsini bağlamanın zamanı geldi! Bir ekmek kızartma makinesi fırınını kaplamanın birçok yolu vardır, bu yüzden dinleyin ve daha önce belirtilen güvenlik uyarısını okuduğunuzdan emin olun!

Sıcak Tabaklar

Herhangi bir cihaz için ana prensip, röleyi canlı tel ile seri olarak yerleştirerek güç kablosunun canlı kablosunu değiştirmek ve gerekirse cihaz kontrol düğmelerini atlamaktır. Tek bir sıcaklık kontrol düğmesi olan sıcak plakalar için, sıcak plakanın kendisini değiştirmenize bile gerek yoktur; düğmeyi YÜKSEK (maksimum ayar) konumuna getirebilirsiniz ve hazırsınız! Bu, röle açıldığında sıcak plakaya güç verilmesini (ısıtma plakasının içindeki kontak kapanacaktır) sağlar.

Kalıcı kurulumlar için güç kablosunu kesip birleştirebilir veya güç kablosu kontaklarından yapabilirsiniz. Yine, her zaman tüm bağlantıları uygun şekilde yalıttığınızdan emin olun. İlk görüntüdeki genel şemayı takip edin ve yeniden akışa hazır olmalısınız!

Lütfen sadece test etmek için timsah klipsleri ve başka bir güç kablosu (uçlarında timsah klipsli) kullandığımı unutmayın. Bu önerilmez ve yalnızca geçici testler için kullanılmalıdır. Daha kalıcı kurulumlar için her şeyi lehimlemeli ve yalıtmalısınız veya her şeyi takmak için Sidekick'i kullanmalısınız.

Tost Makinesi Fırınları

Tost makinesi fırınları, sıcak plaka ile tam olarak aynı konsept kullanılarak kontrol edilir, genellikle sıcaklık düğmesini maksimuma çıkararak, her iki ısıtma telinin açık olması için ayarı "Fırın" konumuna getirerek ve maksimuma getirerek kablolara dokunmadan bile kontrol edebilirsiniz. zamanlayıcıyı çıkarın. Ekmek kızartma makinesine bağlı olarak "Açık Kal" özelliği de olabilir, böylece zamanlayıcının bitmesi konusunda endişelenmenize gerek kalmaz!

Bununla birlikte, yine de parçalara ayırmak istiyorsanız, düğmeleri atlamak için kabloları değiştirin ve bilim adına özel kontroller ekleyin, yine de yapabilirsiniz! Neyse ki, onu parçalara ayırmak isteseniz bile, genel ilke hala çok basittir: canlı kabloya bağlı tüm düğmelerin bağlantısını kesmeniz ve tüm ısıtma filamanlarını canlı kabloya bağlamalısınız, böylece tam güçte açılırlar. güç kablosunu duvara taktığınızda.

Bu Eğitilebilir Kitapta, bunun üzerinden geçmek için zaman ayırmayacağım, ancak Github wiki'mde ekmek kızartma makinesi fırınımı nasıl ince ayar yaptığımı görebilirsiniz.

Adım 3: Yazılım Kurulumu

Artık tüm donanımları kurduğuna göre, yazılımı nasıl kuracağımıza geçelim.

Uygulama Kurulumu

Reflowduino demo uygulamasının nasıl yükleneceği ve kayıtlı verilerin uygulamadan Excel'e nasıl aktarılacağı ile ilgili bu talimatlara bakın.

Kısa özet:

• Uygulama şu anda yalnızca Android içindir ve tamamen açık kaynaklıdır!
• Uygulama, sıcaklığı gerçek zamanlı olarak görüntüler ve yeniden akış süreci başlatıldığında grafiğini çizer.
• Uygulama ayrıca yeniden akış işlemi tamamlandıktan veya durdurulduktan sonra verileri kaydeder ve veriler analiz için Excel'e aktarılabilir!

Arduino IDE Kurulumu

Arduino IDE'yi kurmak ve gerekli kitaplıkları kurmak için bu talimatlara bakın.

Kısa özet:

• "Reflowduino_Demo" kodunu yükleyin, Arduino IDE'de Araçlar -> Panolar altında "Adafruit Feather 32u4" seçeneğini seçin.
• Tüm kitaplıkların doğru şekilde kurulduğundan emin olmak için derleyin.
• Kodu Reflowduino'ya yükleyin ve Arduino IDE bağlantı noktasını aramaya başlarsa Reflowduino'daki sıfırlama düğmesine basmanız gerekebileceğini unutmayın.

Reflowduino Demosu

Reflowduino Demo kodunun nasıl kullanılacağına ilişkin bu talimatlara bakın.

Kısa özet:

• Reflowduino Demo taslağı, Reflowduino'nuzun Bluetooth aracılığıyla demo uygulamasıyla birlikte çalışmasına olanak tanır.
• Reflowduino, termokupldan sıcaklığı okur ve verileri her 2 saniyede bir Bluetooth aracılığıyla uygulamaya gönderir.
• Reflowduino, yeniden akış işlemi sırasında katı hal rölesini kontrol etmek için PID zaman oranlama kontrolünü kullanır.
• Bağımsız çalışma için, "while (!Serial) delay(1);" olan satırı yorumlayın. gerçek kodu çalıştırmadan önce bir seri bağlantının kurulmasını bekler.
• Bu Excel demo dosyasıyla kullanım için çizimin üst kısmına yakın bir yerde "enableKeyboard" değişkenini true olarak ayarlayarak Reflowduino'nun bir klavye gibi çalışmasını sağlayabilirsiniz. Bu, Reflowduino'nun verileri USB üzerinden bağlandığında gerçek zamanlı olarak Excel'e "yazmasını" sağlayacaktır. Yeniden akış sürecini başlattığınızda imlecinizin Excel'deki ilk kullanılabilir hücrede (A2) olduğundan emin olun!

Demo Videolar

• Bu video, Reflowduino tarafından Excel'e girilen verileri gösterir.
• Bu video, uygulamanın genel çalışmasını ve bir ekmek kızartma makinesiyle donanım kurulumunu gösterir.
• Bu video, yeniden akış sürecinin sonunda ne olduğunu gösterir.

Kaynaklar

• Gerçek zamanlı veri girişi için en son Arduino kodunu ve Excel demo dosyasını her zaman Github'da bulabilirsiniz.
• En son Android uygulama dosyalarını da Github'da bulabilirsiniz.

Adım 4: Sonuçlar ve Sonuçlar

Sonuçlar

Ekli, Reflowduino kullanarak yeniden akıttığım bir kartın birkaç yakın çekimi ve yeniden akış sıcaklığı 155 ° C'ye ayarlanmış bazı düşük sıcaklık lehim pastası (bu özel lehim pastası, önerilen tipik 165 ° C'den daha düşük bir sıcaklıkta yeniden akıyor gibi görünüyor ve Yeniden akış hareketinin, reklamı yapılan 138°C "erime sıcaklığı" yerine 125°C civarında oluşmaya başladığını gözlemledim. Lehim bağlantıları mükemmeldi ve daha iyisini isteyemezdim!

Kendi Panolarınızı Yapın

PCB Tasarımı: PCB'leri tasarlamak için, hızlı bir şekilde kaliteli PCB'ler oluşturmanıza olanak tanıyan ücretsiz ama güçlü bir araç olan Autodesk EAGLE'ı kişisel olarak kullanıyorum! Ayrıca PCB'nizin 3B modellerini Fusion 360 ile senkronize etmek gibi gerçekten harika özelliklere sahiptir.

PCB Prototipleri: Hızlı ve uygun fiyatlı prototipler için en iyi kaliteyi sunan OSH Park'ı buldum. ENIG adı verilen ve kontakları altınla kaplayan kurşunsuz bir süreç kullanıyorlar, böylece çok uzun süre harika görünecekler!

PCB Montajı: Panoları birleştirmek için Reflowduino'nuzu kullanın!

Sonuçlar

Genel olarak Reflowduino, herhangi bir ekmek kızartma makinesi fırınını veya sıcak plakayı kontrol etmek için mükemmel bir donanımdır! Reflowduino Pro ile 100$'ın biraz üzerinde (20$'lık bir tost makinesiyle) tüm özelliklere sahip tam işlevli bir yeniden akış fırını yapabilirsiniz. Burada daha fazla teknik açıklama görebilirsiniz.

Bu projeyi beğendiyseniz, lütfen aşağıya yorum yapın ve soru sormaktan, önerilerde bulunmaktan veya yapıcı geri bildirimde bulunmaktan çekinmeyin! Bir şeyin yapıldığını görmek istiyorsanız, lütfen önceden düşünülmekte olan iyileştirmeler için yapılacaklar listesine bakın. Şu anda bir Indiegogo kampanyası başlatmak için işleri bir araya getirme sürecindeyim, lütfen haberi yayın!

Tekrar, tüm destek için teşekkürler ve kendi çabalarını herkesle paylaşan herkes olmasaydı bunu yapamazdım!

• Bu projeyi beğendiyseniz, lütfen paylaşın, bir kalp ekleyin ve Reflowduino'ya oy verin!
• Bu projeyi tekrarlarsanız, lütfen sonuçlarınızı ve başkalarının yararlı bulabileceği ipuçlarını paylaşın!
• Bunun yerine bir ESP32 ve yeni bir Reflowduino32 eklenti modülü kullanma hakkında yaptığım bu takip eğitimi de ilginizi çekebilir!
• Herhangi bir sorunuz, yorumunuz veya endişeniz varsa, sormaktan veya paylaşmaktan çekinmeyin!

~Tim