فرن إنحسر DIY مع Reflowduino: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

إن Reflowduino عبارة عن لوحة تحكم متوافقة مع Arduino الكل في واحد والتي صممتها وصنعتها شخصيًا ، ويمكنها بسهولة تحويل فرن محمصة إلى فرن إعادة تدفق ثنائي الفينيل متعدد الكلور! يتميز بمعالج دقيق ATmega32u4 متعدد الاستخدامات مع واجهة برمجة micro USB ، وواجهة مزدوجة حرارية مدمجة من النوع MAX31855 K مع ترشيح الضوضاء ، وتقنية Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE 4.0) لسهولة الاتصال مع جهاز محمول ، وشحن بطارية LiPo وإشارة الحالة ، وخيار صلب اختياري مرحل الحالة ، وجرس بيزو لتشغيل الأغاني المفضلة لديك. والأفضل من ذلك ، لقد أصدرت كل هذا كمصدر مفتوح تمامًا ليستمتع به الجميع ، بما في ذلك ملفات EAGLE PCB ، وكود مثال Arduino IDE ، ونموذج تطبيق Android للتحكم في Bluetooth ، وبرامج تعليمية كاملة حول كيفية تعديل فرن محمصة لبدء الطهي !

إذا كنت ترغب في طلب Reflowduino أو Sidekick Relay Module ، يرجى زيارة موقع الويب الخاص بي!

للحصول على التوثيق الكامل ، والملفات المصدر ، والخطط ، والمزيد من المعلومات الشاملة حول Reflowduino ، يرجى زيارة صفحة Github الرسمية هنا.

لنبدأ الآن!

الخطوة 1: اجمع أجزائك

قائمة الاجزاء

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + مرحل الحالة الصلبة (سأستخدم وحدة الترحيل Sidekick)
• المزدوج الحراري من النوع K (متضمن مع Reflowduino)
• مصدر الطاقة Reflowduino: بطارية LiPo ، 5V micro USB (من كمبيوتر محمول أو محول) ، أو كليهما!
• فرن محمصة أو صفيحة ساخنة (لقد استخدمت فرن محمصة 1100 واط عندما كان حوالي 20 دولارًا)
• مفك براغي (لفك محمصة الفرن)
• مفك برأس مسطح صغير (للأطراف اللولبية)
• الهاتف الذكي أو الجهاز الذي يدعم تقنية Bluetooth. يتوفر حاليًا إصدار Android فقط من التطبيق
• اختياري: كمبيوتر محمول لجمع البيانات ورسمها البياني في الوقت الفعلي عبر Excel! ستحتاج إلى توصيل Reflowduino بالكمبيوتر المحمول عبر micro USB حتى يعمل هذا.

العناصر التالية مطلوبة فقط إذا كنت ترغب في إجراء الكثير من التخصيص لبناء فرن إعادة التدفق (غير مطلوب في معظم الحالات):

• قواطع للاسلاك
• لحام الحديد ولحام
• سلك 14-18 AWG (السلك المجدول أسهل في التعامل معه)
• أنابيب الانكماش الحراري ذات الحجم المناسب لعزل الأسلاك. يعتمد على الإعداد الخاص بك.
• نظارات السلامة (حافظ على سلامتك ، فنحن نتعامل مع الفولتية الرئيسية هنا!)
• القفازات (يمكن أن تكون الصفائح المعدنية لأفران التحميص حادة ومليئة بالمسامير في كل مكان!)

إخلاء مسؤولية السلامة: إذا كنت مبتدئًا في مجال الإلكترونيات أو لم تكن لديك الخبرة المناسبة للعمل مع الجهد الكهربائي الرئيسي ، فإنني أقترح عليك إما عدم العبث بها ، أو استشارة أحد المحترفين ، أو الاستمرار في التعلم حتى تصبح بارعًا بدرجة كافية ! أنا لست مسؤولاً عن أي حوادث مؤسفة قد تحدث بسبب سوء استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور Reflowduino أو المكونات المرتبطة به والنظام الكهربائي (بما في ذلك الطاقة الرئيسية ، لوحات التكسير ، إلخ). اتخذ جميع احتياطات السلامة حسب الضرورة. علاوة على ذلك ، لا يوصى باستخدام نفس الجهاز لإعادة تدفق ثنائي الفينيل متعدد الكلور لطهي الطعام للاستهلاك. قد يؤدي هذا إلى التسمم الغذائي ، خاصة إذا كنت تستخدم لحام الرصاص في ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أنت مسؤول مسؤولية كاملة عن أفعالك ، وتقوم بتنفيذها على مسؤوليتك الخاصة!

بعد قولي هذا ، اصنعوا بنفسك بعيدًا عن أصدقائي … استمتعوا وابقوا آمنين!

Reflowduino والصاحب

ملاحظة: يوجد الآن أيضًا وحدة إضافية تسمى "Reflowduino32" للوحة تطوير ESP32 للتحكم لاسلكيًا في فرن إعادة التدفق. يرجى الاطلاع على صفحة Reflowduino Github للحصول على التوثيق الكامل ، بالإضافة إلى هذا البرنامج التعليمي لفرن إعادة التدفق ESP32!

أولا وقبل كل شيء ، هناك إصداران من Reflowduino: Basic و Pro ، واعتمادًا على التطبيق الخاص بك ، قد ترغب في اختيار أحدهما أو الآخر. بعد ذلك ، صنعت وحدة ترحيل صلبة سهلة الاستخدام تسمى Solid-State Sidekick والتي تتعامل مع جميع الأسلاك الكهربائية من أجلك وتزيل تمامًا الحاجة إلى لحام أي شيء. ما عليك سوى توصيل الجهاز مباشرة بـ Sidekick بالإضافة إلى سلكي إدخال الترحيل من Reflowduino وستكون جاهزًا تمامًا!

فيما يلي ملخص لخياراتك المتاحة:

1. Reflowduino برو
2. Reflowduino الأساسي + الصاحب الحالة الصلبة
3. Reflowduino Basic + مرحل الحالة الصلبة الأخرى (اختر ما يناسبك)
4. لوحة أخرى متوافقة مع Arduino + واجهة مزدوجة حرارية + وحدة حرارية + وحدة Bluetooth + Side-State Sidekick (أو مرحل آخر) + بطارية LiPo "حقيبة ظهر" (اختياري)

يأتي الخيار الأول مع المرحل المثبت بالفعل على اللوحة Reflowduino. يعد هذا خيارًا جيدًا شاملًا للتحكم في أي فرن محمصة أو لوح تسخين عام ، خاصة إذا كنت تريد لحام الأسلاك بنفسك وتوفير بعض النقود.

الخيار الثاني هو الخيار الأسهل (والأكثر أمانًا) إلى حد بعيد ولا يتطلب أي لحام أو تعديل في الجهاز إلا إذا كنت تريد ذلك حقًا لأن وحدة الترحيل Sidekick تحتوي على مرحل الحالة الصلبة بالإضافة إلى جميع الأحكام بالنسبة لك ببساطة قم بتوصيل الأشياء به عن طريق توصيلها. نعم ، لقد سمعتني بشكل صحيح! هذا يعني أنه يمكنك التحكم في أي فرن تحميص دون فتحه!

الخيار الثالث هو إذا كنت تفضل اختيار مرحل الحالة الصلبة الخاص بك ، ربما بسعة حالية أعلى أو لسبب آخر مثل تكوين التركيب المخصص (من يدري؟).

الخيار الأخير هو لأولئك الذين قد يكون لديهم بالفعل الكثير من الأجزاء الموجودة حولهم ويريدون تجميع شيء ما بسرعة دون شراء شيء جديد ، وهو أمر جيد تمامًا أيضًا! يمكنك استخدام Arduino جنبًا إلى جنب مع شيء مثل لوحة الاختراق الحرارية هذه وبالطبع المزدوجة الحرارية نفسها. من أجل استخدام التطبيق التجريبي ، ستحتاج أيضًا إلى وحدة Bluetooth HM-10 ما لم ترغب في ترك الاتصال اللاسلكي والالتزام برسم البيانات في Excel عبر جهاز كمبيوتر. لاحظ أنه بناءً على الأجزاء التي تختارها ، قد تضطر إلى تغيير الكود التجريبي ليناسب احتياجاتك.

موارد:

• انقر هنا للحصول على مواصفات Reflowduino السريعة.
• انقر هنا للحصول على وصف لواجهة Reflowduino

ترحيل الحالة الصلبة

إذا كنت تستخدم Reflowduino Pro ، فيمكنك تخطي هذا القسم ، ولكن إذا كنت تستخدم Reflowduino Basic ، فستحتاج إما إلى الحصول على Sidekick أو اختيار وحدة الترحيل الخاصة بك. عند اختيار ما يناسبك ، تحقق مما يلي:

• نوع الترحيل: يجب أن يكون بحالة صلبة ، وليس مجرد مرحل اتصال تقليدي. قد تكون قادرًا على الابتعاد عن مرحل تقليدي لتطبيقنا الخاص (نظرًا لأننا سنستخدم التحكم في تناسب الوقت ، وليس PWM المستمر) ولكن هذا غير مضمون أو موصى به. ستسمع أيضًا كلمة "نقر" الترحيل في كل مرة يتم فيها التبديل ، الأمر الذي قد يكون مزعجًا.
• عزل بصري: ابحث عن عزل بصري للأمان. هذا يعني أنه يمكنك التأكد من أن بطاقة Arduino الخاصة بك لن يتم تشغيلها بواسطة 120V / 240VAC!
• جهد التحكم: يجب أن يكون متوافقًا مع 3.3 فولت أو 5 فولت
• تصنيف الإخراج: يحتاج إلى التعامل مع مقدار التيار الذي سيستخدمه جهازك. بالنسبة لأي جهاز أمريكي (يتم استخدامه بشكل قانوني) ، فإن 15 أمبير / 120 فولت تيار متردد هو كل ما تحتاجه منذ رحلة القواطع عند 15 أمبير.

مرحل الحالة الصلبة المعزول بصريًا من Reflowduino Pro لديه جهد تحكم يبلغ 3-15VDC ويمكنه التعامل مع ما يصل إلى 25A / 240VAC مع تبريد مناسب بالحمل الحراري. في ظل الظروف العادية ، يمكنها التعامل مع 10A / 240VAC ، أو 20A / 120VAC والتي ستكون جيدة بما يكفي لجميع الأجهزة الأمريكية ويجب أن تكون مناسبة لمعظم أجهزة 240VAC.

موارد:

ورقة مواصفات PF240D25R لترحيل الحالة الصلبة من Reflowduino

فرن تحميص أو طبق ساخن

عند اختيار فرن تحميص ، من المهم اختيار الحجم المناسب لتطبيقك لأن الأصغر يساوي كفاءة أعلى من حيث التسخين! ومع ذلك ، ستنجح أيضًا المراجعات الأكبر حجمًا ، ما عليك سوى التحقق من المراجعات للتأكد من أنها ليست قمامة كاملة. لقد اشتريت هذا الشخص شخصيًا من Walmart مقابل 21 دولارًا تقريبًا بما في ذلك الضرائب عندما كان معروضًا للبيع.

إنها لفكرة جيدة أيضًا أن تتأكد من حصولك على صينية معدنية مسطحة لتجلس عليها PCB. تأتي العديد من أفران التحميص (بما في ذلك الفرن الذي اشتريته!) مع صواني بها نتوءات وأنماط شواء ، وهذا بالتأكيد ليس مثاليًا لإعادة تدفق ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأنه يسبب عدم انتظام حراري عبر ثنائي الفينيل متعدد الكلور. ومع ذلك ، فقد حالفني الحظ لأن صينية التنقيط كانت مثالية لما أحتاجه ، لذا فقد رميت الشواية المعدنية وحوض الطهي الذي جاء معها.

بالنسبة للأطباق الساخنة ، من المهم أيضًا اختيار واحدة ذات سطح مستوٍ. تحتوي معظم اللوحات الساخنة على منطقة دائرية مجوفة في منتصف اللوحة غير مرغوب فيها ، لذا حاول تقليل هذه المنطقة بحيث يكون لديك أكثر مساحة قابلة للاستخدام لوضع لوحات PCB الخاصة بك. أيضًا ، اختر صفيحة ساخنة تحتوي على مقبض واحد فقط (التحكم في درجة الحرارة) لأنك بهذه الطريقة لن تحتاج حتى إلى فتحها لتعديل الأسلاك!

لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ، يرجى الاطلاع على صفحة Github wiki.

الخطوة 2: اربطها

الآن بعد أن أصبح لديك الأجزاء ، حان الوقت لتوصيلها بالكامل! هناك العديد من الطرق لفرن محمصة الخبز ، لذا استمع وتأكد من قراءة إخلاء مسؤولية السلامة المذكور سابقًا!

اطباق ساخنة

بالنسبة لأي جهاز ، فإن المبدأ الرئيسي هو تبديل السلك المباشر لسلك الطاقة عن طريق وضع المرحل في سلسلة مع السلك المباشر وتجاوز مقابض التحكم في الجهاز إذا لزم الأمر. بالنسبة للأطباق الساخنة التي تحتوي على مقبض واحد للتحكم في درجة الحرارة ، فلن تحتاج حتى إلى تعديل لوحة التسخين نفسها ؛ يمكنك ببساطة إدارة المقبض إلى HIGH (إعداد أقصى) وأنت على ما يرام! هذا يضمن أن اللوح الساخن سيتم تشغيله (سيتم إغلاق التلامس داخل اللوح الساخن) عند تشغيل التتابع.

للتركيبات الدائمة ، يمكنك إما قطع سلك الطاقة وربطه ، أو يمكنك القيام بذلك من جهات اتصال سلك الطاقة. مرة أخرى ، تأكد دائمًا من عزل جميع التوصيلات بشكل صحيح. اتبع المخطط العام في الصورة الأولى ويجب أن تكون مستعدًا لإعادة التدفق!

يرجى ملاحظة أنني استخدمت مقاطع التمساح وسلك طاقة آخر (مع مقاطع التمساح في النهايات) فقط للاختبار. هذا غير موصى به ويجب استخدامه فقط للاختبار المؤقت. لمزيد من التركيبات الدائمة ، يجب عليك لحام كل شيء وعزله أو استخدام Sidekick لتوصيل كل شيء.

أفران محمصة

يتم التحكم في أفران تحميص الخبز باستخدام نفس مفهوم الصفيحة الساخنة حيث يمكنك عادة التحكم بها دون حتى لمس الأسلاك عن طريق رفع مقبض درجة الحرارة إلى الحد الأقصى ، وتحويل الإعداد إلى "Bake" بحيث يتم تشغيل كل من خيوط التسخين ، وتعظيم خارج الموقت. اعتمادًا على المحمصة ، قد يكون لديك أيضًا ميزة "البقاء قيد التشغيل" لذلك لا داعي للقلق بشأن نفاد المؤقت!

ومع ذلك ، إذا كنت لا تزال ترغب في تفكيكها ، وتعديل الأسلاك لتجاوز المقابض وإضافة عناصر تحكم مخصصة باسم العلم ، فلا يزال بإمكانك ذلك! لحسن الحظ ، حتى إذا كنت ترغب في تفكيكها ، فإن المبدأ العام لا يزال بسيطًا للغاية: يجب عليك فصل جميع المقابض المتصلة بالسلك المباشر وتوصيل جميع خيوط التسخين بالسلك المباشر بحيث يتم تشغيلها بكامل قوتها بشكل صحيح عند توصيل سلك الطاقة بالحائط.

في هذا Instructable ، لن آخذ الوقت الكافي لتصفح هذا ، ولكن يمكنك أن ترى كيف قمت بتعديل فرن التحميص الخاص بي على Github wiki.

الخطوة 3: إعداد البرنامج

الآن بعد أن تم إعداد جميع الأجهزة ، دعنا ننتقل إلى كيفية إعداد البرنامج.

إعداد التطبيق

راجع هذه الإرشادات حول كيفية تثبيت تطبيق Reflowduino التجريبي وكيفية استيراد البيانات المحفوظة إلى Excel من التطبيق.

ملخص موجز:

• التطبيق متاح حاليًا لنظام Android فقط وهو مفتوح المصدر تمامًا!
• يعرض التطبيق درجة الحرارة في الوقت الفعلي ويرسمها برسوم بيانية بمجرد بدء عملية إعادة التدفق.
• يحفظ التطبيق أيضًا البيانات بعد اكتمال عملية إعادة التدفق أو إحباطها ويمكن استيراد البيانات إلى Excel لتحليلها!

إعداد Arduino IDE

راجع هذه التعليمات لإعداد Arduino IDE وتثبيت المكتبات الضرورية.

ملخص موجز:

• قم بتحميل كود "Reflowduino_Demo" ، حدد "Adafruit Feather 32u4" ضمن أدوات -> اللوحات في Arduino IDE.
• قم بتجميعها فقط للتأكد من تثبيت جميع المكتبات بشكل صحيح.
• قم بتحميل الكود إلى Reflowduino ، وتذكر أنه قد تضطر إلى الضغط على زر إعادة الضبط في Reflowduino إذا بدأ Arduino IDE في البحث عن المنفذ.

عرض Reflowduino

راجع هذه التعليمات حول كيفية استخدام كود Reflowduino Demo.

ملخص موجز:

• يسمح رسم Reflowduino Demo لـ Reflowduino بالعمل مع التطبيق التجريبي عبر البلوتوث.
• يقرأ Reflowduino درجة الحرارة من المزدوجات الحرارية ويرسل البيانات إلى التطبيق عبر البلوتوث كل ثانيتين.
• يستخدم Reflowduino التحكم التناسبي للوقت PID للتحكم في مرحل الحالة الصلبة أثناء عملية إعادة التدفق.
• للتشغيل المستقل ، قم بالتعليق على السطر الذي يحتوي على "while (! Serial) delay (1)؛" التي تنتظر إنشاء اتصال تسلسلي قبل تشغيل الكود الفعلي.
• يمكنك جعل Reflowduino يعمل كلوحة مفاتيح عن طريق ضبط المتغير "enableKeyboard" على "true" بالقرب من أعلى الرسم البياني للاستخدام مع ملف Excel التجريبي هذا. سيؤدي هذا إلى جعل Reflowduino "يكتب" البيانات في Excel في الوقت الفعلي عندما يكون متصلاً عبر USB. فقط تأكد من أنه عند بدء عملية إعادة التدفق يكون المؤشر في أول خلية متوفرة (A2) في Excel!

فيديو تجريبي

• يعرض هذا الفيديو البيانات التي يتم إدخالها في Excel بواسطة Reflowduino.
• يوضح هذا الفيديو التشغيل العام للتطبيق وإعداد الأجهزة باستخدام فرن محمصة.
• يوضح هذا الفيديو ما يحدث في نهاية عملية إعادة التدفق.

موارد

• يمكنك دائمًا العثور على أحدث كود Arduino وملف Excel التجريبي لإدخال البيانات في الوقت الفعلي على Github
• يمكنك أيضًا العثور على أحدث ملفات تطبيقات Android على Github

الخطوة 4: النتائج والاستنتاجات

نتائج

تم إرفاق صورتين مقربتين للوحة أعيد تدفقها باستخدام Reflowduino وبعض معجون اللحام ذي درجة الحرارة المنخفضة مع ضبط درجة حرارة إعادة التدفق على 155 درجة مئوية (يبدو أن معجون اللحام هذا يتدفق عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة 165 درجة مئوية النموذجية الموصى بها ، و لاحظت أن حركة إعادة التدفق بدأت تحدث عند حوالي 125 درجة مئوية بدلاً من "درجة حرارة الانصهار" المعلن عنها عند 138 درجة مئوية). كانت مفاصل اللحام مثالية ، ولم أستطع طلب أي شيء أفضل!

صنع المجالس الخاصة بك

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور: لتصميم PCB ، أنا شخصياً أستخدم Autodesk EAGLE وهي أداة مجانية ولكنها قوية تتيح لك إنشاء PCB عالي الجودة بسرعة! كما أن لديها بعض الميزات الرائعة حقًا مثل مزامنة النماذج ثلاثية الأبعاد لثنائي الفينيل متعدد الكلور من Fusion 360 وإليه.

نماذج PCB الأولية: للحصول على نماذج أولية سريعة وبأسعار معقولة ، وجدت OSH Park لتقديم أفضل جودة. إنهم يستخدمون عملية خالية من الرصاص تسمى ENIG والتي تقوم في الواقع بوضع ألواح ذهبية في جهات الاتصال بحيث تبدو رائعة لفترة طويلة جدًا!

تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور: استخدم Reflowduino لتجميع الألواح!

الاستنتاجات

بشكل عام فإن Reflowduino هو الجهاز المثالي للتحكم في أي فرن تحميص أو لوح تسخين! مع Reflowduino Pro ، يمكنك إنشاء فرن إعادة تدفق كامل الوظائف مع جميع الأجراس والصفارات مقابل ما يزيد قليلاً عن 100 دولار (مع فرن محمصة بقيمة 20 دولارًا). يمكنك رؤية المزيد من الملاحظات الفنية هنا.

إذا أعجبك هذا المشروع ، فيرجى التعليق أدناه ولا تتردد في طرح الأسئلة أو تقديم اقتراحات أو تقديم ملاحظات بناءة! إذا كنت ترغب في رؤية شيء ما تم إنشاؤه ، فيرجى الرجوع أولاً إلى قائمة المهام للتحسينات التي يتم النظر فيها بالفعل. أنا حاليًا بصدد تجميع الأشياء معًا لبدء حملة Indiegogo ، لذا يرجى نشر الخبر!

مرة أخرى ، شكرًا على كل الدعم ، ولم أكن لأفعل هذا بدون كل أولئك الذين بذلوا جهودهم مع الجميع!

• إذا أعجبك هذا المشروع ، فيرجى المشاركة وإضافة قلب والتصويت لـ Reflowduino!
• إذا قمت بتكرار هذا المشروع ، فيرجى مشاركة نتائجك وأي نصائح قد يجدها الآخرون مفيدة!
• قد تكون مهتمًا أيضًا بهذا البرنامج التعليمي للمتابعة الذي قمت به حول استخدام ESP32 ووحدة إضافية Reflowduino32 بدلاً من ذلك!
• إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات أو مخاوف ، فلا تتردد في طرحها أو مشاركتها!

~ تيم