DIY Reflow Oven With Reflowduino: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Reflowduino adalah papan pengawal yang serasi dengan Arduino yang saya reka dan bina secara peribadi, dan ia dapat dengan mudah mengubah ketuhar pemanggang roti menjadi ketuhar reflow PCB! Ia menggunakan mikropemproses ATmega32u4 serbaguna dengan antara muka pengaturcaraan mikro USB, antara muka termokopel jenis K MAX31855 bersepadu dengan penapisan bunyi, Tenaga Rendah Bluetooth (BLE 4.0) untuk komunikasi mudah dengan peranti mudah alih, pengecasan bateri LiPo dan petunjuk status, padat pilihan- geganti keadaan, dan bel piezo untuk memainkan lagu tema kegemaran anda. Lebih baik lagi, saya telah melepaskan semua ini sebagai sumber terbuka sepenuhnya untuk dinikmati oleh semua orang, termasuk fail EAGLE PCB, kod contoh Arduino IDE, contoh aplikasi Android untuk kawalan Bluetooth, dan tutorial lengkap mengenai cara mengubah ketuhar pemanggang untuk memulakan memasak '!

Sekiranya anda ingin memesan Reflowduino atau Sidekick Relay Module sila lawati laman web saya!

Untuk dokumentasi lengkap, fail sumber, skema, dan maklumat yang lebih komprehensif mengenai Reflowduino, sila lawati halaman Github rasmi di sini.

Sekarang mari kita mulakan!

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian Anda

Senarai Bahagian

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + relay keadaan pepejal (saya akan menggunakan modul geganti Sidekick)
• Termokopel jenis K (disertakan dengan Reflowduino)
• Sumber kuasa Reflowduino: Bateri LiPo, USB mikro 5V (dari komputer riba atau penyesuai), atau kedua-duanya!
• Ketuhar pembakar roti ATAU pinggan panas (saya menggunakan oven pemanggang 1100W ini ketika harganya sekitar $ 20)
• Pemutar skru (untuk melepaskan ketuhar pembakar roti)
• Pemutar skru kepala rata kecil (untuk terminal skru)
• Telefon pintar atau peranti berkemampuan Bluetooth. Pada masa ini hanya versi aplikasi Android yang tersedia
• Pilihan: komputer riba untuk mengumpulkan dan grafik data dalam masa nyata melalui Excel! Anda perlu menyambungkan Reflowduino ke komputer riba melalui mikro USB agar ini berfungsi.

Item berikut diperlukan hanya jika anda ingin melakukan banyak penyesuaian untuk pembuatan oven reflow anda (tidak diperlukan dalam kebanyakan kes):

• Pemotong wayar
• Pateri dan pateri
• Kawat AWG 14-18 (wayar terdampar lebih mudah ditangani)
• Tiub penyusutan haba bersaiz tepat untuk kabel penebat. Bergantung pada persediaan anda.
• Cermin mata keselamatan (selamat, kami berurusan dengan voltan elektrik di sini!)
• Sarung tangan (kepingan logam dari oven pemanggang boleh menjadi tajam dan ditunggang dengan skru yang keluar di mana-mana!)

Penafian Keselamatan: Sekiranya anda seorang pemula dalam elektronik atau tidak mempunyai pengalaman yang sesuai untuk bekerja dengan voltan utama, saya akan mencadangkan agar anda tidak bermain-main dengannya, berunding dengan profesional, atau terus belajar sehingga anda cukup mahir ! Saya tidak bertanggungjawab ke atas kecelakaan yang mungkin berlaku kerana penyalahgunaan PCB Reflowduino atau komponen dan sistem elektrik yang berkaitan (termasuk kuasa utama, panel pemutus, dan lain-lain). Ambil semua langkah keselamatan sekiranya perlu. Lebih-lebih lagi, tidak digalakkan anda menggunakan alat yang sama untuk menukar PCB sebagai memasak makanan untuk dimakan. Ini boleh menyebabkan keracunan makanan, terutamanya jika anda menggunakan pateri plumbum untuk PCB anda. Anda bertanggungjawab sepenuhnya atas tindakan anda, dan melaksanakannya dengan risiko anda sendiri!

Oleh itu, jauhkan kawan-kawan saya … bersenang-senang dan tetap selamat!

Reflowduino & Sidekick

CATATAN: Kini terdapat juga modul tambahan yang disebut "Reflowduino32" untuk papan pengembangan ESP32 untuk juga mengawal oven reflow tanpa wayar. Sila lihat halaman Reflowduino Github untuk dokumentasi lengkap, serta tutorial ketuhar reflow ESP32 ini!

Pertama sekali, terdapat dua versi Reflowduino: Basic dan Pro, dan bergantung pada aplikasi tertentu anda mungkin ingin memilih satu atau yang lain. Seterusnya, saya membuat modul relay keadaan pepejal yang berguna yang disebut Solid-State Sidekick yang mengendalikan semua pendawaian utama untuk anda dan sepenuhnya menghilangkan keperluan untuk menyolder apa sahaja. Cukup pasangkan perkakas terus ke Sidekick serta dua wayar input relay dari Reflowduino dan anda sudah siap!

Berikut adalah ringkasan pilihan anda:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + geganti keadaan pepejal lain (pilih sendiri)
4. Papan serasi Arduino lain + antara muka termokopel + termokopel + modul Bluetooth + Solid-State Sidekick (atau relay lain) + "ransel" bateri LiPo (pilihan)

Pilihan pertama dilengkapi dengan relay yang sudah terpasang di atas Reflowduino. Ini adalah pilihan yang baik untuk mengawal sebarang ketuhar pemanggang roti atau pinggan mangkuk generik, terutamanya jika anda ingin menyolder wayar sendiri dan menjimatkan sejumlah wang.

Pilihan kedua adalah pilihan termudah (dan paling selamat) dan tidak memerlukan pematerian atau tweak perkakas melainkan anda benar-benar mahu kerana modul geganti Sidekick mempunyai relay keadaan pepejal serta semua peruntukan untuk anda hanya sambungkan perkara dengan memasukkannya. Ya, anda betul-betul mendengar saya! Ini bermakna anda boleh mengawal sebarang pembakar roti tanpa membukanya!

Pilihan ketiga adalah jika anda lebih suka memilih relay keadaan pepejal anda sendiri, mungkin dengan kapasiti arus yang lebih tinggi atau untuk sebab lain seperti konfigurasi pemasangan tersuai (siapa tahu?).

Pilihan terakhir adalah untuk mereka yang mungkin sudah mempunyai banyak bahagian yang tergeletak dan ingin menyatukan sesuatu dengan cepat tanpa membeli sesuatu yang baru, yang baik juga! Anda boleh menggunakan Arduino bersama dengan sesuatu seperti papan pemecah termokopel ini dan tentu saja, termokopel itu sendiri. Untuk menggunakan aplikasi demo, anda juga memerlukan modul Bluetooth HM-10 melainkan jika anda ingin meninggalkan komunikasi tanpa wayar dan terus memetakan data di Excel melalui komputer. Perhatikan bahawa bergantung pada bahagian mana yang anda pilih, anda mungkin perlu menukar kod demo agar sesuai dengan keperluan anda.

Sumber:

• Klik di sini untuk spesifikasi Reflowduino yang cepat.
• Klik di sini untuk penerangan mengenai pinangan Reflowduino

Relay Keadaan Pepejal

Sekiranya anda menggunakan Reflowduino Pro, anda boleh melangkau bahagian ini, tetapi jika anda menggunakan Reflowduino Basic anda perlu mendapatkan Sidekick atau memilih modul relay anda sendiri. Semasa memilih pilihan anda, periksa yang berikut:

• Jenis Relay: perlu dalam keadaan pepejal, bukan hanya relay hubungan konvensional. Anda MUNGKIN dapat melepaskan relay konvensional untuk aplikasi khusus kami (kerana kami akan menggunakan kawalan perkadaran masa, bukan PWM berterusan) tetapi ia tidak dijamin atau disyorkan. Anda juga akan mendengar "klik" geganti setiap kali ia bertukar, yang boleh menjengkelkan.
• Pengasingan opto: cari yang terpencil secara optik untuk keselamatan. Ini bermakna anda boleh yakin bahawa Arduino anda tidak akan terganggu oleh 120V / 240VAC!
• Voltan kawalan: perlu bersesuaian dengan 3.3V atau 5V
• Peringkat Hasil: perlu menangani jumlah arus yang akan digunakan oleh perkakas anda. untuk mana-mana perkakas AS (digunakan secara sah), 15A / 120VAC adalah semua yang anda perlukan sejak pemutus bergerak pada 15A.

Relay keadaan pepejal terisolasi opto Reflowduino Pro mempunyai voltan kawalan 3-15VDC dan dapat menangani hingga 25A / 240VAC dengan penyejukan perolakan yang betul. Dalam keadaan normal, ia dapat menangani 10A / 240VAC, atau 20A / 120VAC yang akan cukup baik untuk semua peralatan AS dan harus mencukupi untuk kebanyakan peralatan 240VAC.

Sumber:

Lembaran spek PF240D25R relay keadaan pepejal Reflowduino

Oven Pemanggang atau Pinggan Panas

Semasa memilih oven pemanggang, penting untuk memilih salah satu ukuran yang sesuai untuk aplikasi anda kerana yang lebih kecil sama dengan kecekapan yang lebih tinggi dari segi pemanasan! Walau bagaimanapun, yang lebih besar juga akan berfungsi, periksa sahaja ulasan untuk memastikan sampah tidak lengkap. Saya secara peribadi membeli yang ini dari Walmart dengan harga sekitar $ 21 termasuk cukai semasa ia dijual.

Adalah idea yang baik untuk memastikan anda mempunyai dulang logam rata untuk PCB duduk. Banyak ketuhar pembakar roti (termasuk yang saya beli!) Dilengkapi dengan dulang yang mempunyai lebam dan corak panggangan di atasnya, dan ini jelas tidak sesuai untuk reflow PCB kerana ia menyebabkan keseragaman termal di seluruh PCB. Namun, saya bernasib baik kerana dulang titisan itu sesuai untuk apa yang saya perlukan, jadi saya hanya membuang panggangan logam dan kuali memasak yang disertakan.

Untuk pinggan panas sama pentingnya memilih satu dengan permukaan rata. Sebilangan besar plat panas mempunyai kawasan melingkar yang tersembunyi di tengah-tengah plat yang tidak diingini, jadi cubalah meminimumkan kawasan ini supaya anda mempunyai ruang yang paling berguna untuk meletakkan PCB anda. Juga, pilih pinggan panas yang hanya mempunyai tombol tunggal (kawalan suhu) kerana dengan cara ini anda tidak perlu membukanya untuk mengubah pendawaian!

Untuk maklumat lebih lanjut mengenai topik ini, sila lihat halaman wiki Github.

Langkah 2: Wire It Up

Sekarang anda mempunyai bahagiannya, inilah masanya untuk memasangkan semuanya! Terdapat banyak cara untuk membersihkan oven pemanggang roti, jadi dengarkan dan pastikan anda membaca penafian keselamatan yang dinyatakan sebelumnya!

Pinggan Panas

Untuk perkakas mana pun, prinsip utamanya ialah menukar wayar langsung kabel kuasa dengan meletakkan geganti secara bersiri dengan wayar langsung dan memintas tombol kawalan perkakas jika diperlukan. Untuk pinggan panas dengan tombol kawalan suhu tunggal, anda tidak perlu menukar piring panas itu sendiri; anda boleh putar tombol ke TINGGI (tetapan maksimum) dan anda boleh pergi! Ini memastikan bahawa plat panas akan dihidupkan (kontak di dalam plat panas akan ditutup) apabila relay dihidupkan.

Untuk pemasangan kekal anda boleh memotong kabel kuasa dan menyambungkannya, atau anda boleh melakukannya dari kenalan kabel kuasa. Sekali lagi, pastikan sentiasa melindungi semua sambungan dengan betul. Ikuti skema umum pada gambar pertama dan anda harus bersedia untuk melakukan reflow!

Harap maklum bahawa saya menggunakan klip buaya dan kabel kuasa lain (dengan klip buaya di hujungnya) hanya untuk menguji. Ini tidak digalakkan dan hanya boleh digunakan untuk ujian sementara. Untuk pemasangan yang lebih kekal, anda harus menyolder dan melindungi semuanya atau menggunakan Sidekick untuk memasangkan semuanya.

Ketuhar Pembakar roti

Ketuhar pembakar roti dikendalikan menggunakan konsep yang sama persis dengan plat panas kerana biasanya anda dapat mengendalikannya tanpa menyentuh pendawaian dengan hanya memaksimumkan kenop suhu, mengubah pengaturan menjadi "Bakar" sehingga kedua-dua filamen pemanasan dihidupkan, dan maksimum keluar pemasa. Bergantung pada pemanggang roti, anda mungkin juga mempunyai fitur "Tetap Aktif" sehingga anda tidak perlu risau pemasa habis!

Walau bagaimanapun, jika anda masih mahu memisahkannya, ubah kabel untuk memotong tombol dan tambahkan kawalan khusus atas nama sains, anda masih boleh! Nasib baik walaupun anda mahu membezakannya, prinsip amnya masih sangat mudah: anda harus memutuskan semua kenop yang disambungkan ke wayar langsung dan pasangkan semua filamen pemanasan ke wayar hidup sehingga mereka menyala dengan kekuatan penuh semasa anda memasang kabel kuasa ke dinding.

Dalam Instructable ini saya tidak akan meluangkan masa untuk menyelesaikannya, tetapi anda dapat melihat bagaimana saya mengemas oven pembakar roti saya di wiki Github saya.

Langkah 3: Persediaan Perisian

Sekarang setelah anda menyediakan semua perkakasan, mari kita lihat cara menyiapkan perisian.

Penyediaan Aplikasi

Lihat arahan ini mengenai cara memasang aplikasi demo Reflowduino dan cara mengimport data yang disimpan ke Excel dari aplikasi.

Ringkasan Ringkas:

• Aplikasi ini hanya untuk Android dan sumber terbuka sepenuhnya!
• Aplikasi ini memaparkan suhu dalam masa nyata dan membuat grafik setelah proses reflow dimulakan.
• Aplikasi ini juga menyimpan data setelah proses reflow selesai atau dibatalkan dan data dapat diimport ke Excel untuk analisis!

Persediaan IDE Arduino

Lihat arahan ini untuk menyiapkan Arduino IDE dan memasang perpustakaan yang diperlukan.

Ringkasan Ringkas:

• Muatkan kod "Reflowduino_Demo", pilih "Adafruit Feather 32u4" di bawah Alat -> Papan di Arduino IDE.
• Kompilasi hanya untuk memastikan anda mempunyai semua perpustakaan yang dipasang dengan betul.
• Muat naik kod ke Reflowduino, dan ingat anda mungkin perlu menekan butang reset pada Reflowduino jika Arduino IDE mula mencari port.

Demo Reflowduino

Lihat arahan ini mengenai cara menggunakan kod Demo Reflowduino.

Ringkasan Ringkas:

• Sketsa Demo Reflowduino membolehkan Reflowduino anda bekerjasama dengan aplikasi demo melalui Bluetooth.
• Reflowduino membaca suhu dari termokopel dan menghantar data ke aplikasi melalui Bluetooth setiap 2s.
• Reflowduino menggunakan kawalan perkadaran masa PID untuk mengawal relay keadaan pepejal semasa proses reflow.
• Untuk operasi yang berdiri sendiri, komen baris yang mempunyai "sementara (! Serial) kelewatan (1);" yang menunggu sambungan bersiri dibuat sebelum menjalankan kod sebenar.
• Anda boleh menjadikan Reflowduino bertindak sebagai papan kekunci dengan menetapkan pemboleh ubah "allowKeyboard" ke true di bahagian atas lakaran untuk digunakan dengan fail demo Excel ini. Ini akan menjadikan Reflowduino "menaip" data ke Excel dalam masa nyata apabila disambungkan melalui USB. Pastikan bahawa semasa anda memulakan proses reflow, kursor anda berada di sel pertama yang tersedia (A2) di Excel!

Video Demo

• Video ini menunjukkan data yang dimasukkan ke dalam Excel oleh Reflowduino.
• Video ini menunjukkan operasi umum penyediaan aplikasi dan perkakasan dengan oven pembakar roti.
• Video ini menunjukkan apa yang berlaku pada akhir proses reflow.

Sumber

• Anda sentiasa dapat mencari kod Arduino dan fail demo Excel terkini untuk kemasukan data masa nyata di Github
• Anda juga dapat mencari fail aplikasi Android terkini di Github

Langkah 4: Hasil & Kesimpulan

Keputusan

Dilampirkan beberapa kepingan papan yang saya reflow menggunakan Reflowduino dan beberapa pasta solder suhu rendah dengan suhu reflow ditetapkan hingga 155 ° C (pasta solder tertentu ini nampaknya reflow pada suhu yang lebih rendah daripada 165 ° C biasa yang disyorkan, dan Saya memerhatikan bahawa pergerakan reflow mula berlaku pada suhu sekitar 125 ° C dan bukannya pada suhu "lebur" 138 ° C yang diiklankan. Sendi pateri sempurna, dan saya tidak dapat meminta sesuatu yang lebih baik!

Membuat Papan Anda Sendiri

Reka Bentuk PCB: Untuk merancang PCB secara peribadi saya menggunakan Autodesk EAGLE yang merupakan alat percuma tetapi hebat yang membolehkan anda membuat PCB berkualiti dengan cepat! Ia juga mempunyai beberapa ciri yang sangat keren seperti menyegerakkan model 3D PCB anda ke dan dari Fusion 360.

Prototaip PCB: Untuk prototaip cepat dan berpatutan, saya mendapati OSH Park menawarkan kualiti terbaik. Mereka menggunakan proses bebas plumbum yang disebut ENIG yang sebenarnya melekatkan kenalan sehingga mereka akan kelihatan hebat untuk masa yang lama!

Pemasangan PCB: Gunakan Reflowduino anda untuk memasang papan!

Kesimpulannya

Secara keseluruhan, Reflowduino adalah perkakasan yang sempurna untuk mengendalikan sebarang oven pemanggang atau pinggan panas! Dengan Reflowduino Pro anda boleh membuat oven reflow yang berfungsi sepenuhnya dengan semua loceng dan wisel dengan harga lebih dari $ 100 (dengan oven pembakar roti $ 20). Anda boleh melihat beberapa lagi komen teknikal di sini.

Sekiranya anda menyukai projek ini, sila komen di bawah dan jangan ragu untuk mengemukakan soalan, memberi cadangan, atau memberikan maklum balas yang membina! Sekiranya anda ingin melihat sesuatu yang dibuat, rujuk dahulu senarai tugas yang perlu dilakukan untuk penambahbaikan yang sudah dipertimbangkan. Saya sedang dalam proses menyatukan untuk memulakan kempen Indiegogo jadi tolong sebarkan berita!

Sekali lagi, terima kasih atas semua sokongan, dan saya tidak dapat melakukannya tanpa semua orang yang telah berusaha berkongsi usaha mereka dengan semua orang!

• Sekiranya anda menyukai projek ini, sila berkongsi, menambah hati, dan memilih Reflowduino!
• Sekiranya anda meniru projek ini, sila bagikan hasil anda dan sebarang petua yang mungkin berguna oleh orang lain!
• Anda mungkin juga berminat dengan tutorial susulan yang saya buat mengenai penggunaan ESP32 dan modul tambahan Reflowduino32 baru!
• Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, komen atau masalah, jangan ragu untuk bertanya atau membagikannya!

~ Tim