858D SMD Hot Air Reflow Station Hack: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Jeg har et lille elektronisk laboratorium, hvor jeg reparerer ødelagt elektronik og laver nogle små hobbyprojekter. Fordi der er flere og flere SMD -ting derude, var det på tide at få en ordentlig SMD -reflowstation. Jeg kiggede lidt rundt og fandt 858D til at være en meget god station til prisen. Jeg fandt også et open source -projekt, der blev lanceret af madworm (spitzenpfeil) i 2013 og erstattede den originale 858D -temperaturregulator med en ATmega micro. Fordi der ikke er nogen komplet vejledning, besluttede jeg at skrive en. Der er 4 forskellige varianter med forskellige mikro'er af 858D derude, der sælges under snesevis af forskellige mærker. Den nuværende model (april 2017) har en MK1841D3 -controller, og det er den, jeg bruger. Hvis du har en anden IC, så tjek den originale tråd på EEVblog.comMaterialer: 1x - 858D Rework Station (selvfølgelig), jeg fik min fra Amazon for omkring 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 til ATMega PCB (af manianac, så alle kreditter til ham!), OSH Park, kommer i pakke med 3, men du har kun brug for en1x - ATMega328P VQFN -pakke1x - LM358 eller tilsvarende DFN8 -pakke2x - 10KΩ modstand 0805 Pakke2x - 1KΩ modstand 0805 Pakke3x - 390Ω modstand 0805 Pakke1x - 100kΩ modstand 0805 Package1x - 1MΩ modstand 0805 Package1x - 1Ω modstand 1206 Package5x - 100nF kondensator 0603 Package4x - 1µF kondensator 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED Valg af farve 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programming) 1x IC socket adapter 20Pin

1x BC547B eller tilsvarende transistor

1x 10KΩ 0,25W kablet modstand

nogle WireOptional: 1x Buzzer2x ekstra kølelegemer1x HQ IC-fatning 20Pin1x C14 PlugSmå neodymmagneterArduino "Hacked" StickerTools: 858D Rework Station (ikke sjov) Almindelig loddejern / stationSkruetrækkere, tang, pincetMultimeterX-Actor KnifeLaborator StrømforsyningKonfiguratorstrømforsyning5 eller tilsvarende) Valgfrit: ESD -måtten og håndledsremOscilloskopESD -børsteSolder Sucker3D PrinterIsolationstransformatorHotlimpistolTermometerFræsning mashie eller Jigsaw

Trin 1: Saml printet

Hvis du arbejder på elektrostatisk følsomme enheder, skal du altid bringe dig og dit kredsløb til det samme elektriske potentiale for at undgå at beskadige det. Inden du begynder at deltage i stationen, skal du samle printkortet. Start med at anvende loddemasse (eller almindeligt lodde) på puderne på oversiden af printkortet og læg alle SMD -komponenter på plads, Stockplan for side 1:

R4 = 1MΩ 0805 Pakke

R7 = 1kΩ 0805 Pakke

R8 = 1kΩ 0805 Pakke

R9 = 10kΩ 0805 Pakke

C1 = 100nF 0603 Pakke

C6 = 100nF 0603 Pakke

C7 = 100nF 0603 Pakke

C8 = 100nF 0603 Pakke

C9 = 1µF 1206 -pakke

VR1 = 10KΩ 3364 Pakke

VR2 = 10KΩ 3364 Pakke

D1 = LED 0608 Pakke

U2 = Atmega VQFN -pakke

Dobbelttjek polariteten af alle komponenter, og genstrøm printkortet. Bemærk, på mine billeder er LED'en i den forkerte retning! Gentag på den anden side, Stockplan:

R1 = 10KΩ 0805 Pakke

R2 = 390Ω 0805 Pakke

R3 = 390Ω 0805 Pakke

R5 = 100KΩ 0805 Pakke

R6 = 390Ω 0805 Pakke

C2 = 1µF 1206 -pakke

C3 = 100nF 0603 Pakke

C4 = 1µF 1206 -pakke

C5 = 1µF 1206 -pakke

U1 = LM358 DFN8 -pakke

Efter at have fjernet Flux -resterne, loddes på ISP Header og IC -stikadapteren, og der laves en loddebro mellem midten og den "GND" -mærkede pude.

Trin 2: Test og programmering

Næste trin er at teste printkortet for genveje. Den sikreste måde at gøre det på er ved at tænde kredsløbet over en laboratorieforsyning og indstille strømgrænsen til et par mA. Hvis det passerer uden shorts, er det tid til at programmere mikro. Jeg lavede min ene version baseret på 1.47 af raihei, som kan downloades fra min GitHub -side. Det er baseret på madworms seneste "officielle" build, som også er tilgængelig på GitHub. Inde i den downloadede. ZIP -fil er der en.ino -fil og en.h -fil, der kan åbnes og kompileres ved hjælp af ArduinoIDE eller AtmelStudio (og VisualMicro Plugin), der er også forhåndskompilerede. Hex -filer, der kan uploades direkte til mikroen. På grund af det er det kun muligt at kompilere og ikke uploade direkte fra ArduinoIDE im ved hjælp af AtmelStudio i stedet. Hvis du vil bruge ArduinoIDE, viser jeg dig, hvordan du bruger det senere. Men uafhængigt af hvad du bruger, skal du ændre nogle værdier. De to første er inde i.h -filen. De to linjer

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Skal kommenteres og i stedet linjerne

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Skal kommenteres i (eller værdierne skal ændres). For det andet er de to anbefalede CPARAM -linjer, der skal kopieres og erstatte de to CPARAM -linjer inde i.ino -filen. Dette aktiverer IKKE Standard Current sense -tilstanden, fordi den bruger pin A2 Instaed på A5, som er forkert forkert på dette kort! Sidste ændring er TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT i.h -filen, der indstiller temperaturmultiplikatoren. Denne værdi afhænger af stationens type. På 230V-modellen skal den være omkring 21, på 115V-modellen omkring 23-24. Denne værdi skal justeres, hvis den viste temperatur ikke matcher den målte. De kan også senere chances direkte på stationen som ventilatorhastighedsværdier. Efter at have ændret disse værdier er det tid til at kompilere koden.

AtmelStudio: På AtmelStudio kan du simpelthen vælge AtMega328 som mikro, trykke på knappen Compile and Upload, og det skulle gøre tricket. I mit tilfælde uploadede den på en eller anden måde ikke, så jeg var nødt til at flashe hex -filen manuelt.

ArduinoIDE: På ArduinoIDE -kompilering er en smule anderledes som normalt. I stedet for blot at trykke på Upload -knappen skal du gå til fanen Skitse og klikke på Eksporter kompileret binær. Efter at have skiftet til projektmappen finder du to hex -filer. Den ene med bootloader og den anden uden bootloader. Den uden bootloader er den, vi ønsker. Du kan blinke det ved hjælp af AtmelStudio, AVRdude eller anden kompatibel software.

På begge: Efter at filen er blinket, skal du indstille sikringerne. Du skal chancere dem for 0xDF HIGH, 0xE2 LOW og 0xFD EXTENDET. Når sikringerne er brændt, kan du tage programmøren og printkortet ud.

Trin 3: Demontering

Til den rigtige Hack. Start med at fjerne de fire skruer på forsiden, og frontdækslet løsner. Stationens indre skal ligne min meget. Efter afmontering af alle ledninger, ved at skrue de to skruer på printkortet og AIR -knappen på forsiden af, slutter du med det tomme print. I midten af printkortet er der hoved MK1841D3 Controller IC i en DIP20 -pakke. Det var den, der skulle erstatte i denne mod. Fordi den er soklet, kan du bare udskifte den med det nye bord, men den originale sokkel passede ikke særlig godt til DIP20 -sokkeladapteren, så jeg udskiftede den. På printkortet er der yderligere to DIP8 IC, den ene ved siden af MK1841D3 er en 2MB seriel EEPROM. Det skal også fjernes for at få denne mod til at fungere. Den anden er bare en slags OPAmp, Den skal blive. Bare af nysgerrighed satte jeg EEPROM i min Universal Programmer og læste den op. Resultatet er en næsten tom binær fil med bare "01 70" på adresse 11 og 12. Sandsynligvis den sidste indstillede temperatur. (Desværre kan jeg ikke huske, hvad den sidste indstillede temperatur var, men temmelig sikker på ikke 170 ° C, måske 368 ° C?) Vær forsigtig med ikke at løfte puderne, fordi kobberet ikke klistrer særlig godt på printet.

Trin 4: Genmontering

Efter vellykket udskiftning af IC -stikket og fjernelse af EEPROM skal du foretage endnu en ændring, hacke shuntmodstanden ind til blæsestrømmen. Der er et spor i øverste venstre hjørne af loddetiden på printkortet, som skal ændres. Den går mellem C7 og den negative pin fra ventilatorstikket. Efter at have skåret sporet, skrabet af loddemasken og loddet på 1Ω -modstanden, skal du lodde en ledning til den negative ventilatorstift og den anden side til den "FAN" -mærkede loddepude på CPU -printkortet. Næste valgfrie trin er at tilføje summeren. For at montere det på printet skal du bøje buzzerens ledninger lidt og lodde det til PC4 -stikket. Tilslut alle ledninger igen, og fortsæt til næste trin.

Trin 5: Kalibrer blæsersensor

Nu er det tid til at tænde den nye controller for første gang og kalibrere blæsersensoren. Fare, du skal arbejde på det strømforsynede printkort! Så den sikreste måde at gøre det på er ved at drive stationen over en isolationstransformator. Hvis du ikke har en, kan du også tage den varme del af styreenheden ud af hovedkortet og koble den direkte til lysnettet for at holde strømmen væk fra printkortet. Fortsæt med at lodde en testledning til den positive pin på LED'en, og slut den til et oscilloskop. Tænd for stationen ved at holde UP -knappen nede, og stationen starter i FAN TEST -tilstand. Det tænder blæseren og viser den rå ADC -værdi på displayet. Drej ventilatorknappen til minimum, og juster Vref -trimmeren, indtil du har flotte strømimpulser på oscilloskopskærmen. Drej FAN -potentiometeret til maksimum, og kontroller, at der er bølgelængde, men ikke bølgeformen ændres. Hvis bølgeformen ændres, justeres Vref -trimmeren, indtil du har de samme impulser på min og på max. Hvis det lykkedes at vende stationen, og flytte testledningen fra den positive LED -pin til den venstre pin på Gain -potentiometeret. Start Fan-test-mode igen, og mål spændingen på testledningen. Juster forstærkertrimmeren, indtil du får omkring 2, 2V på MAX -position. Tag nu et kig på displayet. Værdien skal være omkring 900. Installer nu hele din dyse den ene efter den anden på håndstykket, og noter den højeste værdi på displayet. Skru ventilatoren til minimum, og du bør få en værdi omkring 200. Prøv igen alle dine dyser og noter den mindste værdi. Sluk for stationen, og tænd den igen, denne gang skal du holde begge knapper nede. Stationen starter til opsætningstilstand. Ved at trykke op og ned kan du øge/reducere værdien, ved at trykke på begge skifter du til det næste menupunkt. Gå til punkt "FSL" (FAN -hastighed lav) og indstil den til den laveste målte ADC -værdi (jeg indstiller den til 150). Næste punkt er "FSH" (FAN -hastighed høj). Indstil den ene til den højeste målte ADC -værdi (jeg satte den til 950).

I baggrunden: På stationen er der ingen ventilatorhastighedsfeedback, så hvis ventilatoren er blokeret, eller der er et kabelbrud, kan controlleren ikke genkende en blæserfejl, og varmeren kan brænde igennem. Fordi blæseren ikke har noget tacho -output, er den bedste måde at måle blæserhastigheden ved at tilføje en shuntmodstand og måle frekvensen af de aktuelle impulser. Ved hjælp af en OPAmp og et høj- og et lavpasfilter konverteres det til en spænding, der føres ind i mikrokontrolleren. Hvis værdien går under eller over de indstillede min/max niveauer, tænder stationen ikke for varmeren og giver en fejl.

Fordi på min test 5V regulatoren og blæsertransistoren blev temmelig varme, besluttede jeg at installere små køleplader til dem begge. Sluk for stationen, og saml frontpanelet igen.

Trin 6: Opdatering: Maximum FAN Speed MOD

Jeg har brugt stationen nu siden omkring et år, og var altid ganske tilfreds med den. Jeg havde kun et problem: Stationen har brug for ret lang tid til at køle ned, især hvis du lodder meget små komponenter ved hjælp af den lille dyse og en lav luftstrøm. Så jeg legede lidt rundt og fandt en måde at gøre blæserhastigheden omskiftelig via software. Modet bruger en transistor til at afslutte ventilatorhastighedspotentiometret. Den bedste måde at udføre dette hack på er at lodde 10K -modstanden til basestiften, tilføje en ledning og dække alle ledninger ved hjælp af krympeslange. Kort derefter stifterne lidt ned og lod dem gennem hullet til de eksisterende komponenter. For at beskytte transistoren mod at bevæge sig, lim den fast med en varm lim. Sidste er at forbinde transistorbasen til MOSI -stiften på ATmega. Jeg tilpassede softwaren til at skifte denne pin, når håndstykket sættes i holderen, indtil værktøjet er afkølet. Også fanstesten bruger denne tilstand til at få en stabil reference. Softwaren er baseret på RaiHei's V1.47 og er tilgængelig på My GitHub -siden

Trin 7: Valgfrit: Chanche -stik og forbedring af jordforbindelse

Til bagpanelet. I mit tilfælde havde stationen en for kort strømledning, der simpelthen gik ud fra bagpanelet. Fordi jeg ikke kunne lide, at jeg besluttede at erstatte det med et C14 -stik. Hvis du også vil udskifte det, skal du starte med at fjerne skruen på bagpanelet. Den blå ledning er forbundet sammen med en anden ledning af et til kort stykke krympeslange. På jordstiften er der en kabelsko, der er loddet og ikke krympet, som den skal, så hvis du ikke udskifter ledningen, skal du i det mindste lave den om ved hjælp af krympestifter. Efter at have fjernet tråden og skruet sikringsholderen af, skal den lave et hul til det nye stik. Jeg brugte min fræsemaskine til at fræse hullet ud, men hvis du ikke har en, kan du skære den ud ved hjælp af et stiksav til. Geninstaller og tilslut sikringsholderen og stikket. Jordkablet, der kommer fra håndstykket, har også en loddet kabelsko, så det skal laves om til. Jeg brugte flade kabelsko og skrueterminaladaptere for at gøre det lettere at fjerne frontpanelet, hvis jeg skal. På grund af at der er maling omkring jordings- / transformatorens monteringshuller, gør de en temmelig dårlig forbindelse til sagen. Den bedste måde at reparere det på er ved at fjerne malingen omkring hullerne ved hjælp af slibepapir. Efter geninstallation af bagpanelet måles modstanden mellem kabinettet og GND -stiften på C14 -stikket. Det skal være tæt på 0Ω.

Trin 8: Valgfrit: Forbedre håndstykket

Til håndstykket. Efter at have taget det en del så jeg to ting, jeg ikke kunne lide. For det første: Forbindelsen mellem varmelegemets metalskal og jordledningen er gjort meget dårlig. Tråden er lige viklet omkring en metalstang, der er svejset til metalskallen. Jeg forsøgte at lodde det sammen, men desværre er stangen lavet af en form for ikke-loddet metal, så jeg krympede det i stedet. For det andet: På ledningsudgangen er der ingen aflastning, så jeg satte et kabelbinder rundt og strammer det meget godt. Denne løsning er bestemt ikke den bedste, men den er i hvert fald bedre end ingen aflastning. Saml håndstykket igen.

Trin 9: Valgfrit: Forbedre holderen

Inde i holderen er der to små neodymmagneter, der bruges til at registrere, at håndstykket er inde i holderen. På min station havde jeg nogle problemer, fordi den ikke genkendte værktøj i holderen i hver værktøjsposition. Jeg tilføjede nogle ekstra magneter til holderen ved hjælp af varm lim, og problemerne var væk. Jeg har også 3D printet dyseholderen ud af Sp0nge tilgængelig på Thingiverse, og skruet den fast i holderen. Skruerne er lidt korte, men hvis du ikke strammer dem for hårdt, gør de tricket.

Trin 10: Afslutning

Der er et sidste trin tilbage. Sæt et Arduino "hacket" klistermærke på stationen, og brug det.

Funktionerne i den nye controller er:

Mere præcis temperaturregulering

Stationen begynder ikke at varme, hvis håndstykket ikke er inde i holderen under opstart

Softwarekalibrering til rådighed for temperaturen (Ved at trykke længe på begge knapper)

Koldluftstilstand (Ved at trykke kort på begge knapper)

Summer

Hurtig nedkølingstilstand

Fuldt OpenSource (Så du kan nemt annonce/ændre/fjerne funktioner)

Ventilatorfejlsdetektering

Dvaletilstand (forudindstillet til 10 minutter, redigerbar ved hjælp af parameter SLP)

Referencer:

Officiel EEVBlog -tråd

madworm (spitzenpfeil) 's Blog

madworm (spitzenpfeil) 's GitHub -side

Poorman's Electronic's Blog

Sp0nges dyseholder

MK1841 Datablad