DIY Reflow Ovn med Reflowduino: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Reflowduino er et alt-i-ét Arduino-kompatibelt controller board, som jeg personligt har designet og bygget, og det kan let omdanne en brødristerovn til en PCB-reflovnovn! Den har en alsidig ATmega32u4-mikroprocessor med mikro-USB-programmeringsinterface, en integreret MAX31855 K-type termoelementgrænseflade med støjfiltrering, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) til let kommunikation med en mobilenhed, LiPo-batteriopladning og statusindikation, en valgfri solid- statsrelæ og en piezo -summer til afspilning af dine yndlings temasange. Endnu bedre, jeg har frigivet alt dette som fuldstændig open-source for alle at nyde, herunder EAGLE PCB-filer, Arduino IDE-eksempelkode, prøve Android-app til Bluetooth-kontrol og fulde tutorials om, hvordan du ændrer en brødristerovn for at starte madlavning '!

Hvis du gerne vil bestille en Reflowduino eller Sidekick Relay Module, kan du besøge mit websted!

For fuld dokumentation, kildefiler, skemaer og mere omfattende information om Reflowduino, besøg venligst den officielle Github -side her.

Lad os nu komme i gang!

Trin 1: Saml dine dele

Liste over dele

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + solid-state relæ (jeg bruger Sidekick-relæmodulet)
• K-type termoelement (inkluderet i Reflowduino)
• Reflowduino strømkilde: LiPo batteri, 5V mikro USB (fra en bærbar computer eller adapter) eller begge dele!
• Brødristerovn ELLER kogeplade (jeg brugte denne 1100W brødristerovn, da den var omkring $ 20)
• Skruetrækker (til at skille brødristeren fra hinanden)
• Lille flad skruetrækker (til skrueterminalerne)
• Smartphone eller Bluetooth-aktiveret enhed. I øjeblikket er der kun en Android -version af appen tilgængelig
• Valgfrit: en bærbar computer til at indsamle og tegne data i realtid via Excel! Du skal tilslutte Reflowduino til den bærbare computer via mikro USB for at dette kan fungere.

Følgende elementer er kun nødvendige, hvis du vil foretage masser af tilpasninger til din reflow -ovnbygning (ikke nødvendig i de fleste tilfælde):

• Trådskærere
• Loddejern og loddetin
• 14-18 AWG-ledning (strandet ledning er lettere at håndtere)
• Krympeslange i passende størrelse til isoleringstråde. Afhænger af din opsætning.
• Sikkerhedsbriller (vær sikker, vi har at gøre med netspændinger her!)
• Handsker (plader i brødristerovne kan være skarpe og redes med skruer, der stikker ud overalt!)

Ansvarsfraskrivelse: Hvis du er nybegynder inden for elektronik eller ikke har den rette erfaring med at arbejde med netspænding, vil jeg foreslå, at du enten ikke roder med det, konsulterer en professionel eller fortsætter med at lære, indtil du er dygtig nok ! Jeg er ikke ansvarlig for eventuelle uheld, der kan opstå på grund af misbrug af Reflowduino -printkortene eller dets tilhørende komponenter og elektriske system (herunder netstrøm, afbryderpaneler osv.). Tag alle sikkerhedsforanstaltninger efter behov. Desuden anbefales det ikke, at du bruger det samme apparat til at genoplade PCB'er, som til at lave mad til forbrug. Dette kan resultere i madforgiftning, især hvis du bruger blyet loddemateriale til dine printkort. Du er fuldt ansvarlig for dine handlinger, og udfør dem på egen risiko!

Når det er sagt, så gør mine venner væk… god fornøjelse og vær sikker!

Reflowduino & Sidekick

BEMÆRK: Der er nu også et tilføjelsesmodul kaldet "Reflowduino32" til et ESP32-udviklingsbord til også trådløst at styre en reflow-ovn. Se venligst Reflowduino Github -siden for fuld dokumentation, samt denne ESP32 reflow -ovnstudie!

Først og fremmest er der to versioner af Reflowduino: Basic og Pro, og afhængigt af din særlige applikation kan du vælge den ene eller den anden. Dernæst lavede jeg et praktisk solid-state relæmodul kaldet Solid-State Sidekick, der håndterer alle netledninger til dig og fuldstændigt eliminerer behovet for at lodde noget. Du skal blot tilslutte apparatet direkte til Sidekick såvel som de to relæindgangstråde fra Reflowduino, og du er klar!

Nedenfor er en oversigt over dine tilgængelige muligheder:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + andet solid-state relæ (vælg dit eget)
4. Andet Arduino-kompatibelt kort + termoelementgrænseflade + termoelement + Bluetooth-modul + Solid-State Sidekick (eller andet relæ) + LiPo batteri "rygsæk" (ekstraudstyr)

Den første mulighed kommer med relæet, der allerede er monteret ombord på Reflowduino. Dette er en all-round god mulighed for at styre enhver generisk brødristerovn eller kogeplade, især hvis du selv vil lodde ledningerne og spare penge.

Den anden mulighed er langt den nemmeste (og sikreste) mulighed og kræver ikke lodning eller tilpasning af apparatet, medmindre du virkelig vil, fordi Sidekick-relæmodulet har solid-state-relæet samt alle bestemmelser for dig at simpelthen forbinde tingene til det ved at tilslutte dem. Ja, du hørte mig rigtigt! Det betyder, at du kan styre enhver brødristerovn uden selv at åbne den!

Den tredje mulighed er, hvis du hellere vil vælge dit eget solid-state-relæ, måske med en højere strømkapacitet eller af en anden grund som brugerdefineret monteringskonfiguration (hvem ved?).

Den sidste mulighed er for dem, der måske allerede har en masse dele liggende og gerne vil sætte noget hurtigt sammen uden at købe noget nyt, hvilket også er helt fint! Du kan bruge Arduino sammen med noget som dette termoelement -breakout -bord og selvfølgelig selve termoelementet. For at bruge demo-appen har du også brug for et HM-10 Bluetooth-modul, medmindre du vil udelade den trådløse kommunikation og holde dig til graftegning af data på Excel via en computer. Bemærk, at afhængigt af hvilke dele du vælger, skal du muligvis ændre demokoden, så den passer til dine behov.

Ressourcer:

• Klik her for hurtige Reflowduino -specifikationer.
• Klik her for en beskrivelse af Reflowduino pinouts

Solid-state relæ

Hvis du bruger Reflowduino Pro, kan du springe dette afsnit over, men hvis du bruger Reflowduino Basic, skal du enten få Sidekick eller vælge dit eget relæmodul. Når du vælger din egen, skal du kontrollere følgende:

• Relæ Type: skal være solid-state, ikke kun et konventionelt kontaktrelæ. Du KAN muligvis slippe afsted med et konventionelt relæ til vores særlige applikation (da vi vil bruge tidsproportioneringskontrol, ikke kontinuerlig PWM), men det er ikke garanteret eller anbefalet. Du vil også høre relæet "klikke" hver gang det skifter, hvilket kan være irriterende.
• Opto-isolation: se efter en, der er optisk isoleret for sikkerheden. Det betyder, at du kan være sikker på, at din Arduino ikke bliver zappet af 120V/240VAC!
• Kontrolspænding: skal være 3.3V eller 5V kompatibel
• Output Rating: skal håndtere den mængde strøm, dit apparat vil bruge. for ethvert amerikansk apparat (bruges lovligt), er 15A/120VAC alt, hvad du nogensinde har brug for, siden afbrydere går på 15A.

Reflowduino Pro's opto-isolerede solid-state relæ har en styrespænding på 3-15VDC og kan klare op til 25A/240VAC med korrekt konvektionskøling. Under normale omstændigheder kan den klare 10A/240VAC eller 20A/120VAC, hvilket vil være godt nok til alle amerikanske apparater og bør være tilstrækkeligt til de fleste 240VAC -apparater.

Ressourcer:

Reflowduinos solid state-relæ PF240D25R speciabel

Brødristerovn eller kogeplade

Når du vælger en brødrister, er det vigtigt at vælge en, der er den rigtige størrelse til din applikation, da mindre er lig med højere effektivitet med hensyn til opvarmning! Dog vil større også fungere. Bare tjek anmeldelserne for at sikre, at det ikke er komplet affald. Jeg købte personligt denne fra Walmart for omkring $ 21 inklusive skat, da den var til salg.

Det er også en god idé at sikre, at du har en flad metalbakke, som printkortet kan sidde på. Mange brødrister ovne (inklusive den jeg købte!) Kommer med bakker, der har buler og grillmønstre på dem, og dette er bestemt ikke ideelt til PCB -genstrømning, fordi det forårsager termiske uensartetheder på tværs af printkortet. Jeg var dog heldig, fordi drypbakken var perfekt til det, jeg havde brug for, så jeg smed bare metalgrillen og bradepanden ud, som den fulgte med.

Til kogeplader er det lige så vigtigt at vælge en med en flad overflade. De fleste kogeplader har et forsænket cirkulært område i midten af pladen, der ikke er ønskeligt, så prøv at minimere dette område, så du har den mest anvendelige plads til at placere dine printkort. Vælg også en kogeplade, der kun har en enkelt knap (temperaturkontrol), fordi du ikke engang behøver at åbne den for at justere ledningerne!

For mere information om dette emne, se venligst Github wiki -siden.

Trin 2: Tilslut det

Nu hvor du har delene, er det tid til at koble det hele sammen! Der er mange måder at stryge en brødristerovn på, så lyt til og sørg for at læse den tidligere ansvarsfraskrivelse!

Varme tallerkener

For ethvert apparat er hovedprincippet at skifte strømledningens strømførende ledning ved at placere relæet i serie med strømførende ledning og omgå apparatets betjeningsknapper, hvis det er nødvendigt. Til kogeplader med en enkelt temperaturreguleringsknap behøver du ikke engang tilpasse selve varmepladen; du kan simpelthen dreje knappen til HIGH (maks. indstilling), og du er klar til at gå! Dette sikrer, at kogepladen får strøm (kontakten inde i kogepladen lukkes), når relæet tændes.

Ved permanente installationer kan du enten skære netledningen og splejs den op, eller du kan gøre det fra netledningens kontakter. Igen skal du altid sørge for at isolere alle forbindelser korrekt. Følg den generelle skematik i det første billede, og du skal være klar til at flyde igen!

Bemærk, at jeg brugte alligatorclips og en anden netledning (med alligatorclips i enderne) bare for at teste. Dette anbefales ikke og bør kun bruges til midlertidig test. For mere permanente installationer skal du lodde og isolere alt eller bruge Sidekick til at tilslutte alt.

Brødristere

Brødrister ovne styres ved hjælp af nøjagtig samme koncept som kogepladen, idet du normalt kan styre dem uden selv at røre ledningerne ved blot at maksimere temperaturknappen, dreje indstillingen til "Bage", så begge varmefilamenter er tændt og maksimere timeren ud. Afhængigt af brødristeren har du muligvis også en "Stay On" -funktion, så du ikke skal bekymre dig om, at timeren løber ud!

Men hvis du stadig vil adskille det, justere ledningerne for at omgå knapperne og tilføje brugerdefinerede kontroller i videnskabens navn, kan du stadig! Heldigvis, selvom du ønsker at skille det ad, er det generelle princip stadig meget simpelt: du skal frakoble alle knapper, der er forbundet til strømførende ledning, og fastgøre alle varmefilamenter til strømførende ledning, så de tændes med fuld styrke til højre når du sætter netledningen i væggen.

I denne instruktionsbog vil jeg ikke tage mig tid til at gennemgå dette, men du kan se, hvordan jeg justerede min brødristerovn på min Github -wiki.

Trin 3: Softwareopsætning

Nu hvor du har konfigureret al hardware, lad os gå igennem, hvordan du konfigurerer softwaren.

Appopsætning

Se disse instruktioner om, hvordan du får installeret Reflowduino demo -appen, og hvordan du importerer gemte data til Excel fra appen.

Kort referat:

• Appen er i øjeblikket kun til Android og er fuldstændig open-source!
• App'en viser temperaturen i realtid og tegner den, når reflow -processen er startet.
• App’en gemmer også data, efter at omløbsprocessen er fuldført eller afbrudt, og dataene kan importeres til Excel til analyse!

Opsætning af Arduino IDE

Se denne vejledning til opsætning af Arduino IDE og installation af de nødvendige biblioteker.

Kort referat:

• Indlæs koden "Reflowduino_Demo", vælg "Adafruit Feather 32u4" under Værktøjer -> Tavler i Arduino IDE.
• Kompilér det bare for at sikre, at du har alle bibliotekerne installeret korrekt.
• Upload koden til Reflowduino, og husk på, at du muligvis skal trykke på reset -knappen på Reflowduino, hvis Arduino IDE begynder at søge efter porten.

Reflowduino demo

Se disse instruktioner om, hvordan du bruger Reflowduino Demo -koden.

Kort referat:

• Reflowduino Demo -skitsen giver din Reflowduino mulighed for at arbejde sammen med demo -appen via Bluetooth.
• Reflowduino læser temperaturen fra termoelementet og sender dataene til appen via Bluetooth hver 2. sekund.
• Reflowduino bruger PID-tidsproportioneringskontrol til at styre solid-state-relæet under reflow-processen.
• For selvstændig betjening skal du kommentere den linje, der har "while (! Serial) delay (1);" som venter på, at der oprettes en seriel forbindelse, før den aktuelle kode køres.
• Du kan få Reflowduino til at fungere som et tastatur ved at indstille variablen "enableKeyboard" til sand nær toppen af skitsen til brug med denne Excel -demofil. Dette får Reflowduino til at "skrive" dataene i Excel i realtid, når de er tilsluttet via USB. Bare sørg for, at når du starter omløbsprocessen, er markøren i den første tilgængelige celle (A2) i Excel!

Demo videoer

• Denne video viser data, der indsættes i Excel af Reflowduino.
• Denne video viser den generelle betjening af appen og hardwareopsætningen med en brødristerovn.
• Denne video viser, hvad der sker i slutningen af tilbageløbsprocessen.

Ressourcer

• Du kan altid finde den nyeste Arduino-kode og Excel-demofil til dataindtastning i realtid på Github
• Du kan også finde de nyeste Android -appfiler på Github

Trin 4: Resultater og konklusioner

Resultater

Vedhæftet er et par nærbilleder af et bræt, jeg reflowede ved hjælp af Reflowduino og lidt lavtemperatur loddemasse med tilbagestrømningstemperaturen indstillet til 155 ° C (denne særlige loddemasse ser ud til at flyde tilbage ved en lavere temperatur end den typiske 165 ° C, der anbefales, og Jeg observerede, at tilbagestrømningsbevægelse begyndte at forekomme ved omkring 125 ° C i stedet for ved den annoncerede 138 ° C "smeltetemperatur"). Loddefugerne var perfekte, og jeg kunne ikke have bedt om noget bedre!

Lav dine egne tavler

PCB -design: Til design af PCB'er bruger jeg personligt Autodesk EAGLE, som er et gratis, men kraftfuldt værktøj, der giver dig mulighed for hurtigt at oprette kvalitets -PCB'er! Det har også nogle virkelig fede funktioner som at synkronisere 3D -modeller af dit printkort til og fra Fusion 360.

PCB -prototyper: Til hurtige og overkommelige prototyper har jeg fundet OSH Park for at tilbyde den bedste kvalitet. De bruger en blyfri proces kaldet ENIG, der faktisk guldplader kontakterne, så de vil se godt ud i meget lang tid!

PCB -samling: Brug din Reflowduino til at samle pladerne!

Konklusioner

Samlet set er Reflowduino den perfekte hardware til styring af enhver brødristerovn eller kogeplade! Med Reflowduino Pro kan du lave en fuldt funktionel reflow-ovn med alle klokker og fløjter for lidt over $ 100 (med en brødristerovn på $ 20). Du kan se nogle flere tekniske bemærkninger her.

Hvis du kunne lide dette projekt, bedes du kommentere herunder, og tøv ikke med at stille spørgsmål, komme med forslag eller give konstruktiv feedback! Hvis du gerne vil se noget lavet, skal du først henvise til huskelisten for forbedringer, der allerede overvejes. Jeg er i øjeblikket i gang med at få tingene til at starte en Indiegogo -kampagne, så spred gerne budskabet!

Igen, tak for al støtten, og jeg kunne ikke have gjort dette uden alle dem, der har lagt deres egen indsats med alle!

• Hvis du kunne lide dette projekt, kan du dele, tilføje et hjerte og stemme på Reflowduino!
• Hvis du gentager dette projekt, kan du dele dine resultater og eventuelle andre tips, der kan være nyttige!
• Du er muligvis også interesseret i denne opfølgende vejledning, jeg lavede om at bruge et ESP32 og et nyt Reflowduino32 tilføjelsesmodul i stedet!
• Hvis du har spørgsmål, kommentarer eller bekymringer, tøv ikke med at spørge eller dele dem!

~ Tim