Automatischer SMD-Reflow-Ofen aus einem billigen Toaster - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Die Leiterplattenherstellung für Hobbyisten ist viel zugänglicher geworden. Leiterplatten, die nur Durchgangslochkomponenten enthalten, sind leicht zu löten, aber die Größe der Platine wird letztendlich durch die Größe der Komponente begrenzt. Daher ermöglicht die Verwendung von oberflächenmontierbaren Komponenten ein kompakteres PCB-Design, ist jedoch viel schwieriger von Hand zu löten. Reflowöfen bieten ein Verfahren, das das SMD-Löten erheblich erleichtert. Sie arbeiten, indem sie ein Temperaturprofil durchlaufen, das eine konsistente Temperaturerhöhung ermöglicht, die die Lötpaste unter den oberflächenmontierten Komponenten schmilzt. Professionelle Reflowöfen können teuer werden, insbesondere wenn sie gelegentlich verwendet werden. Mein Ziel war es, aus einem 20-Dollar-Toaster einen automatischen Reflow-Ofen zu schaffen.

Mein Plan war es, einen Schrittmotor zu verwenden, um die Temperaturskala auf eine programmierte Weise zu drehen, die die Temperatur langsam erhöht, um die Lötpaste zu schmelzen. Ich werde versuchen, ein bestimmtes Reflow-Profil basierend auf der von mir verwendeten Lötpaste nachzuahmen. Sobald der Ofen eine maximale Temperatur (Schmelzpunkt des Lots) erreicht hat, dreht sich der Temperaturregler nach hinten, um die Temperatur im Ofen zu senken. All dies wird von einem Arduino gesteuert und auf einem OLED-Bildschirm angezeigt. Das ultimative Ziel ist es, den Ofen mit Leiterplatten und Komponenten zu beladen, einen einzigen Knopf zu drücken und alle Komponenten ohne äußere Anpassungen oder Überwachung verlöten zu lassen.

Lieferungen

• Arduino 5V pro mini
• Schrittmotor
• A4988 Schrittmotortreiber
• MAX31855 Thermoelement
• 128x64 OLED-Display
• 2x 6mm Druckknöpfe
• Endschalter
• 3 NPN-Transistoren
• 12V Netzteil
• 5 1K-Widerstände
• 4 10K Widerstände
• M3 Schrauben und Muttern
• Maschinenschrauben
• Sechskant-Überwurfmutter

Schritt 1: Toaster-Ofen abreißen

Der erste Schritt war, den Toaster auseinander zu nehmen und einen Blick ins Innere zu werfen. Dieser spezielle Toaster hat einen Temperaturregler und einen Timer-Regler. Die Verkabelung im Inneren und zu beiden Zifferblättern war mir ziemlich unbekannt, daher entschied ich, dass es einfacher sein würde, das bereits vorhandene zu umgehen. Ich erkannte, dass ein Schrittmotor verwendet werden könnte, um das Zifferblatt zu drehen. Eine Temperatursonde oder ein Thermoelement könnte in den Ofen eingeführt werden, um die Temperatur zu überwachen. Ein OLED-Bildschirm könnte Echtzeitdaten einschließlich der aktuellen Temperatur anzeigen. Alle diese Peripheriekomponenten können problemlos von einem Arduino gesteuert werden. Es gab viel Platz, also beschloss ich, alle oder die meisten dieser Komponenten im Ofen zu verstecken.

Je nachdem, welchen Toaster-Ofen Sie haben, kann der Abbauprozess variabel sein. Ich musste zuerst Schrauben um die Frontplatte entfernen. Dann drehte ich den Ofen auf den Kopf und entfernte Schrauben von der Unterseite der Seitenwand. Von dort konnte ich auf die Verkabelung im Inneren des Ofens zugreifen.

Als nächstes entfernte ich beide Knöpfe an jedem Zifferblatt und schraubte sie von der Frontplatte ab.

Schritt 2: Prototyp

Jetzt, da ich weiß, was ich entwerfen muss, ist es an der Zeit, mit dem Bau einer Schaltung zu beginnen. Ich habe dies in einem additiven Verfahren getan. Ich habe das Thermoelement zum Laufen gebracht, dann den Bildschirm hinzugefügt und dann den Schrittmotor hinzugefügt. Sobald die Hauptkomponenten funktionierten, brauchte ich eine Möglichkeit, mit dem Arduino zu interagieren. Ich beschloss, ein paar Druckknöpfe zu verwenden. Der Temperaturregler am Ofen, der vom Schrittmotor gedreht würde, würde sich nur um etwa 300 Grad im Uhrzeigersinn drehen, um die maximale Temperatur zu erreichen. Diese Grenze müsste also fest in das Programm einprogrammiert werden. Ich brauchte auch eine Möglichkeit, das Zifferblatt zuverlässig wieder auf 0 Grad gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Ich hatte vor, einen Endschalter zu verwenden, um zu verhindern, dass sich der Schrittmotor über 0 Grad dreht und das Risiko einer Beschädigung des Temperaturreglers besteht. Ich fand, dass mein 12-in-1-PCB-Multitool für die Fehlersuche sehr nützlich war, als ich diese Schaltung zusammenstellte.

Schritt 3: Verfeinern Sie das Programm

Zweiter Preis beim Build a Tool Contest