858D SMD Heißluft-Reflow-Station Hack - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Ich habe ein kleines Elektroniklabor, in dem ich kaputte Elektronik repariere und kleine Hobbyprojekte mache. Da es immer mehr SMD-Sachen gibt, war es an der Zeit, sich eine richtige SMD-Reflow-Station zuzulegen. Ich habe mich ein wenig umgesehen und festgestellt, dass die 858D für ihren Preis eine sehr gute Station ist. Ich habe auch ein Open-Source-Projekt von madworm (spitzenpfeil) im Jahr 2013 gefunden, das den ursprünglichen 858D-Temperaturregler durch einen ATmega-Mikro ersetzt. Da es keine vollständige Anleitung gibt, habe ich mich entschlossen, eine zu schreiben. Es gibt 4 verschiedene Varianten mit verschiedenen Mikros des 858D, die unter Dutzenden verschiedener Marken verkauft werden. Das aktuelle Modell (April 2017) hat einen MK1841D3-Controller, und diesen verwende ich. Wenn Sie einen anderen IC haben, lesen Sie bitte den Originalthread auf EEVblog.comMaterials:1x - 858D Rework Station (natürlich), ich habe meinen von Amazon für ca. 40€ ~ USD42 3x - MK1841D3 zu ATMega PCB (von manianac, also allen Dank an ihn!), OSH Park, kommt im 3er-Paket, aber Sie brauchen nur 1x - ATMega328P VQFN Paket1x - LM358 oder gleichwertig DFN8 Paket2x - 10KΩ Widerstand 0805 Paket2x - 1KΩ Widerstand 0805 Paket3x - 390Ω Widerstand 0805 Paket1x - 100kΩ Widerstand 0805 Package1x - 1MΩ Widerstand 0805 Package1x - 1Ω Widerstand 1206 Package5x - 100nF Kondensator 0603 Package4x - 1µF Kondensator 1206 Package2x - 10KΩ Trimer 3364 Package1x - LED Farbe nach Wahl 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programmierung)1x IC Sockel Adapter 20Pin

1x BC547B oder gleichwertiger Transistor

1x 10KΩ 0,25W verdrahteter Widerstand

etwas WireOptional: 1x Summer2x zusätzliche Kühlkörper1x HQ IC Sockel 20Pin1x C14 SteckerKleine Neodym-MagneteArduino "Hacked" StickerTools:858D Rework Station (kein Scherz)Normaler Lötkolben / StationSchraubendreher, Zange, PinzetteMultimeterX-Aktor Netzteil mit ISP-StromLabor oder gleichwertig)Optional: ESD-Matte und HandschlaufeOszilloskopESD-PinselLötsauger3D-DruckerIsolationstransformatorHeißklebepistoleThermometerFräsmaschine oder Stichsäge

Schritt 1: Montieren Sie die Platine

Wenn Sie an elektrostatisch empfindlichen Geräten arbeiten, müssen Sie und Ihre Schaltung immer auf das gleiche elektrische Potenzial gebracht werden, um eine Beschädigung zu vermeiden. Bevor Sie beginnen, ein Teil der Station zu nehmen, müssen Sie die Platine zusammenbauen. Beginnen Sie mit dem Auftragen von Lötpaste (oder normalem Lot) auf die Pads auf der Oberseite der Leiterplatte und legen Sie alle SMD-Komponenten an Ort und Stelle, Lagerplan für Seite 1:

R4= 1MΩ 0805 Paket

R7= 1kΩ 0805 Paket

R8= 1kΩ 0805 Paket

R9= 10kΩ 0805 Paket

C1= 100nF 0603 Paket

C6= 100nF 0603 Paket

C7= 100nF 0603 Paket

C8= 100nF 0603 Paket

C9= 1µF 1206 Gehäuse

VR1=10KΩ 3364 Paket

VR2=10KΩ 3364 Paket

D1= LED 0608 Paket

U2= Atmega VQFN-Paket

Überprüfen Sie die Polarität aller Komponenten und reflow die Platine. Bitte beachten, auf meinen Bildern ist die LED in die falsche Richtung! Wiederholen Sie auf der zweiten Seite, Bestandsplan:

R1= 10KΩ 0805 Paket

R2= 390Ω 0805 Paket

R3= 390Ω 0805 Paket

R5= 100KΩ 0805 Paket

R6= 390Ω 0805 Paket

C2= 1µF 1206 Gehäuse

C3= 100nF 0603 Paket

C4= 1µF 1206 Gehäuse

C5= 1µF 1206 Gehäuse

U1= LM358 DFN8-Paket

Nachdem Sie die Flussmittelreste entfernt haben, löten Sie den ISP-Header und den IC-Sockeladapter an und stellen Sie eine Lötbrücke zwischen der Mitte und dem mit "GND" gekennzeichneten Pad her.

Schritt 2: Testen und Programmieren

Der nächste Schritt besteht darin, die Platine auf Verknüpfungen zu testen. Der sicherste Weg, dies zu tun, besteht darin, den Stromkreis über ein Labornetzteil mit Strom zu versorgen und die Strombegrenzung auf wenige mA einzustellen. Wenn es ohne Kurzschlüsse geht, ist es Zeit, das Mikro zu programmieren. Ich habe meine eine Version basierend auf 1.47 von raihei erstellt, die von meiner GitHub-Seite heruntergeladen werden kann. Es basiert auf dem neuesten "offiziellen" Build von madworm, der auch auf GitHub verfügbar ist. In der heruntergeladenen. ZIP-Datei befinden sich eine.ino-Datei und eine.h-Datei, die mit ArduinoIDE oder AtmelStudio (und VisualMicro-Plugin) geöffnet und kompiliert werden können. Es gibt auch vorkompilierte. Hex-Dateien, die direkt auf das Mikro hochgeladen werden können. Da es nur möglich ist, direkt aus der ArduinoIDE zu kompilieren und nicht hochzuladen, verwende ich stattdessen AtmelStudio. Wenn Sie ArduinoIDE verwenden möchten, zeige ich Ihnen später, wie Sie das verwenden. Aber unabhängig davon, was Sie verwenden, müssen Sie einige Werte ändern. Die ersten beiden befinden sich in der.h-Datei. Die zwei Zeilen

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Muss auskommentiert werden und stattdessen die Zeilen

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Müssen kommentiert werden (oder die Werte müssen geändert werden). Zweitens sind die zwei empfohlenen CPARAM-Zeilen, die kopiert werden müssen und die zwei CPARAM-Zeilen in der.ino-Datei ersetzen müssen. Dies aktiviert NICHT den Standard Current Sense-Modus, da dieser Pin A2 anstelle von A5 verwendet, der auf diesem Board falsch angeschlossen ist! Die letzte Änderung ist TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT in der.h-Datei, die den Temperaturmultiplikator festlegt. Dieser Wert hängt vom Typ der Station ab. Beim 230-V-Modell sollte es etwa 21 sein, beim 115-V-Modell etwa 23-24. Dieser Wert muss angepasst werden, wenn die angezeigte Temperatur nicht mit der gemessenen übereinstimmt. Sie können auch später direkt auf der Station als Fan Speed Werte eingegeben werden. Nach dem Ändern dieser Werte ist es Zeit, den Code zu kompilieren.

AtmelStudio: Auf AtmelStudio können Sie einfach AtMega328 als Mikro auswählen, auf die Schaltfläche Kompilieren und Hochladen klicken und es sollte den Zweck erfüllen. In meinem Fall wurde es irgendwie nicht hochgeladen, also musste ich die Hex-Datei manuell flashen.

ArduinoIDE: Auf der ArduinoIDE ist das Kompilieren etwas anders als üblich. Anstatt einfach auf die Schaltfläche Hochladen zu klicken, müssen Sie zur Registerkarte Skizze gehen und auf kompilierte Binärdatei exportieren klicken. Nach dem Wechsel in den Projektordner finden Sie zwei Hex-Dateien. Einer mit Bootloader und der andere ohne Bootloader. Der ohne Bootloader ist der, den wir wollen. Sie können es mit AtmelStudio, AVRdude oder einer anderen kompatiblen Software flashen.

Bei beiden: Nach dem Flashen der Datei müssen Sie die Sicherungen setzen. Sie müssen sie auf 0xDF HIGH, 0xE2 LOW und 0xFD EXTENDET setzen. Wenn die Sicherungen durchgebrannt sind, können Sie den Programmierer und die Platine abziehen.

Schritt 3: Demontage

Zum echten Hack. Beginnen Sie mit dem Entfernen der vier Schrauben an der Vorderseite, und die Frontabdeckung löst sich. Das Innere der Station sollte meinem sehr ähnlich sein. Nachdem Sie alle Drähte abgezogen haben, lösen Sie die beiden Schrauben auf der Platine und den AIR-Knopf auf der Vorderseite, um mit der leeren Platine zu enden. In der Mitte der Platine befindet sich der Hauptcontroller-IC MK1841D3 in einem DIP20-Gehäuse. Es ist diejenige, die in dieser Mod ersetzt werden sollte. Da es gesockelt ist, konnte man es einfach durch das neue Board ersetzen, aber der Originalsockel passte nicht so gut in den DIP20 Sockeladapter, also habe ich ihn ersetzt. Auf der Platine befinden sich zwei weitere DIP8 ICs, der neben dem MK1841D3 ist ein 2MB Serial EEPROM. Es muss auch entfernt werden, damit dieser Mod funktioniert. Das andere ist nur eine Art OPAmp, es muss bleiben. Aus Neugier habe ich das EEPROM in meinen Universal Programmer gesteckt und ausgelesen. Das Ergebnis ist eine fast leere Binärdatei mit nur "01 70" auf Adresse 11 und 12. Wahrscheinlich die zuletzt eingestellte Temperatur. (Ich kann mich leider nicht erinnern, was die letzte eingestellte Temperatur war, aber ziemlich Sicher nicht 170 °C, vielleicht 368 °C?) Bitte achten Sie darauf, dass Sie die Pads nicht abheben, da das Kupfer nicht sehr gut auf der Platine haftet.

Schritt 4: Zusammenbauen

Nachdem Sie den IC-Sockel erfolgreich ausgetauscht und das EEPROM entfernt haben, müssen Sie eine weitere Modifikation vornehmen, den Shunt-Widerstand für den Lüfterstrom einhacken. Es gibt eine Spur in der oberen linken Ecke der Lötseite der Platine, die modifiziert werden muss. Es geht zwischen C7 und dem negativen Pin vom Lüfteranschluss. Nach dem Schneiden der Leiterbahn, dem Abkratzen der Lötmaske und dem Löten des 1Ω-Widerstands müssen Sie einen Draht an den negativen Lüfterstift und die andere Seite an das mit "FAN" gekennzeichnete Lötpad auf der CPU-Platine anlöten. Der nächste optionale Schritt besteht darin, den Summer hinzuzufügen. Um es auf die Platine zu montieren, müssen Sie die Anschlüsse des Summers etwas biegen und an den PC4-Anschluss löten. Schließen Sie alle Kabel wieder an und fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 5: Lüftersensor kalibrieren

Jetzt ist es an der Zeit, den neuen Controller zum ersten Mal hochzufahren und den Lüftersensor zu kalibrieren. Gefahr, Sie müssen an der netzbetriebenen Platine arbeiten! Der sicherste Weg, dies zu tun, besteht darin, die Station über einen Trenntransformator mit Strom zu versorgen. Wenn Sie keinen haben, können Sie auch den heißen Teil des Steuertransformators von der Hauptplatine trennen und ihn direkt an das Stromnetz anschließen, um das Stromnetz von der Platine fernzuhalten. Löten Sie weiter einen Testdraht an den positiven Pin der LED und verbinden Sie ihn mit einem Oszilloskop. Schalten Sie die Station ein, indem Sie die UP-Taste gedrückt halten, und die Station startet im FAN TEST-Modus. Es schaltet den Lüfter ein und zeigt den ADC-Rohwert auf dem Display an. Drehen Sie den Lüfterknopf auf Minimum und stellen Sie den Vref-Trimmer ein, bis Sie schöne Stromimpulse auf dem Oszilloskop-Bildschirm haben. Drehen Sie das FAN-Potentiometer auf Maximum und überprüfen Sie, ob sich die Wellenlänge, aber nicht die Wellenform ändert. Wenn sich die Wellenform ändert, stellen Sie den Vref-Trimmer ein, bis Sie die gleichen Impulse auf Min und Max haben. Wenn es erfolgreich war, schalten Sie die Station aus und verschieben Sie die Messleitung vom positiven LED-Pin zum linken Pin des Gain-Potentiometers. Starten Sie den Lüfter-Test-Modus erneut und messen Sie die Spannung an der Messleitung. Stellen Sie den Gain-Trimmer ein, bis Sie etwa 2, 2 V in der MAX-Position erhalten. Schauen Sie sich nun das Display an. Der Wert sollte bei etwa 900 liegen. Montieren Sie nun nacheinander alle Ihre Düsen am Handstück und notieren Sie den höchsten Wert auf dem Display. Drehen Sie den FAN auf Minimum, und Sie sollten einen Wert um 200 erhalten. Testen Sie erneut alle Ihre Düsen und notieren Sie den kleinsten Wert. Schalten Sie die Station aus und wieder ein, halten Sie diesmal beide Tasten gedrückt. Die Station startet in den Setup-Modus. Durch Drücken auf und ab können Sie den Wert erhöhen/verringern, durch Drücken beider wechseln Sie zum nächsten Menüpunkt. Gehen Sie zu Punkt "FSL" (FAN speed low) und stellen Sie ihn auf den niedrigsten gemessenen ADC-Wert ein (ich habe ihn auf 150 gesetzt). Der nächste Punkt ist "FSH" (FAN-Geschwindigkeit hoch). Stellen Sie diesen auf den höchsten gemessenen ADC-Wert ein (ich habe ihn auf 950 gesetzt).

Zum Hintergrund: An der Station gibt es keine Lüfterdrehzahl-Rückmeldung, bei blockiertem FAN oder Kabelbruch erkennt die Steuerung also keine Lüfterstörung und die Heizung kann durchbrennen. Da der Lüfter keinen Tachoausgang hat, lässt sich die Lüfterdrehzahl am besten messen, indem man einen Shunt-Widerstand hinzufügt und die Frequenz der Stromimpulse misst. Mit einem OPAmp und einem Hoch- und einem Tiefpassfilter wird es in eine Spannung umgewandelt, die in den Mikrocontroller eingespeist wird. Wenn der Wert die eingestellten Min/Max-Werte unter- oder überschreitet, schaltet die Station die Heizung nicht ein und gibt einen Fehler aus.

Da bei meinem Test der 5V-Regler und der Lüftertransistor ziemlich heiß wurden, habe ich mich entschieden, kleine Kühlkörper an beiden zu installieren. Schalten Sie die Station aus und bauen Sie die Frontplatte wieder zusammen.

Schritt 6: Update: Maximale Lüftergeschwindigkeit MOD

Ich benutze die Station jetzt seit etwa einem Jahr und war immer sehr zufrieden damit. Ich hatte nur ein Problem: Die Station braucht ziemlich lange zum Abkühlen, besonders wenn Sie sehr kleine Bauteile mit der kleinen Düse und einem geringen Luftstrom löten. Also habe ich ein bisschen herumgespielt und einen Weg gefunden, die Lüftergeschwindigkeit per Software schaltbar zu machen. Der Mod verwendet einen Transistor, um das Lüfterdrehzahl-Potentiometer kurzzuschließen. Der beste Weg, diesen Hack durchzuführen, besteht darin, den 10K-Widerstand an den Basisstift zu löten, einen Draht hinzuzufügen und alle Leitungen mit Schrumpfschlauch abzudecken. Als nächstes die Pins etwas kurzschließen und durch das Loch an die vorhandenen Komponenten anlöten. Um den Transistor vor Bewegung zu schützen, kleben Sie ihn mit etwas Heißkleber fest. Zuletzt wird die Transistorbasis mit dem MOSI-Pin des ATmega verbunden. Ich habe die Software so angepasst, dass dieser Pin wechselt, wenn das Handstück in die Halterung gelegt wird, bis das Werkzeug abgekühlt ist. Auch der Lüftertest nutzt diesen Modus, um eine stabile Referenz zu erhalten. Die Software basiert auf RaiHeis V1.47 und ist auf My GitHub Page

Schritt 7: Optional: Stecker wechseln und Erdung verbessern

Zur Rückwand. In meinem Fall hatte die Station ein zu kurzes Netzkabel, das einfach von der Rückseite ausging. Da mir das nicht gefiel, habe ich mich entschieden, diesen durch einen C14-Stecker zu ersetzen. Wenn Sie es auch ersetzen möchten, entfernen Sie zunächst die Rückwand. Der blaue Draht wird durch ein zu kurzes Stück Schrumpfschlauch mit einem anderen Draht verbunden. Auf dem Erdungsstift befindet sich ein Kabelschuh, der angelötet und nicht wie vorgesehen gecrimpt ist. Wenn Sie also den Draht nicht ersetzen, machen Sie ihn zumindest mit Crimpkabelschuhen neu. Nachdem Sie das Kabel entfernt und den Sicherungshalter abgeschraubt haben, müssen Sie ein Loch für den neuen Stecker bohren. Ich habe meine Fräsmaschine verwendet, um das Loch auszufräsen, aber wenn Sie keine haben, können Sie es mit einer Stichsäge ausschneiden. Sicherungshalter und Stecker wieder einbauen und verdrahten. Das vom Handstück kommende Massekabel hat ebenfalls einen angelöteten Kabelschuh und muss daher neu angelötet werden. Ich habe Flachkabelschuhe und Schraubklemmenadapter verwendet, um das Entfernen der Frontplatte bei Bedarf zu erleichtern. Aufgrund der Farbe um die Erdungs- / Transformatorbefestigungslöcher stellen sie eine ziemlich schlechte Verbindung zum Gehäuse her. Der beste Weg, um es zu reparieren, besteht darin, die Farbe um die Löcher herum mit Schleifpapier zu entfernen. Messen Sie nach dem Wiedereinbau der Rückwand den Widerstand zwischen dem Gehäuse und dem GND-Pin des C14-Steckers. Es sollte nahe 0Ω sein.

Schritt 8: Optional: Handstück verbessern

Zum Handstück. Nachdem ich daran teilgenommen hatte, sah ich zwei Dinge, die mir nicht gefielen. Erstens: Die Verbindung zwischen dem Heizelement-Metallgehäuse und dem Masseleiter ist sehr schlecht. Der Draht wird nur um einen Metallstab gewickelt, der an die Metallhülle punktgeschweißt ist. Ich habe versucht, es zusammenzulöten, aber leider besteht die Stange aus einer Art nicht lötbarem Metall, also habe ich sie stattdessen zusammengecrimpt. Zweitens: Am Kabelausgang gibt es keine Zugentlastung, also habe ich einen Kabelbinder umgelegt und sehr gut festgezogen. Diese Lösung ist definitiv nicht die beste, aber immerhin besser als keine Zugentlastung. Setzen Sie das Handstück wieder zusammen.

Schritt 9: Optional: Cradle verbessern

Im Inneren der Halterung befinden sich zwei kleine Neodym-Magnete, die verwendet werden, um zu erkennen, dass sich das Handstück in der Halterung befindet. An meiner Station hatte ich einige Probleme, da sie das Werkzeug nicht in jeder Werkzeugposition erkannte. Ich fügte der Wiege einige zusätzliche Magnete mit Heißkleber hinzu, und die Probleme waren verschwunden. Ich habe auch den auf Thingiverse erhältlichen Düsenhalter von Sp0nge in 3D ausgedruckt und an die Halterung geschraubt. Die Schrauben sind etwas kurz, aber wenn Sie sie nicht zu fest anziehen, reichen sie aus.

Schritt 10: Fertigstellung

Es fehlt noch ein letzter Schritt. Kleben Sie einen Arduino "Hacked"-Aufkleber auf die Station und verwenden Sie ihn.

Die Features des neuen Controllers sind:

Genauere Temperaturregelung

Station heizt nicht, wenn sich das Handstück während des Einschaltens nicht in der Halterung befindet

Software-Kalibrierung für Temperatur verfügbar (Durch langes Drücken beider Tasten)

Kaltluftmodus (Durch kurzes Drücken beider Tasten)

Summer

Schneller Abkühlmodus

Vollständig OpenSource (So können Sie Funktionen sehr einfach hinzufügen/ändern/entfernen)

Lüfterfehlererkennung

Schlafmodus (voreingestellt auf 10 Minuten, editierbar über Parameter SLP)

Verweise:

Offizieller EEVBlog-Thread

madworm (spitzenpfeil)s Blog

GitHub-Seite von madworm (spitzenpfeil)

Poorman's Electronics Blog

Sp0nges Düsenhalter

MK1841 Datenblatt