لوح تسخين اللحام بالسيولة: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يمكن أن يكون لحام مكونات SMD الصغيرة تحديًا كبيرًا ، ولكن يمكن أيضًا أتمتة العملية. يمكن القيام بذلك عن طريق وضع معجون اللحام وخبزه ، إما في فرن (إعادة التدفق) أو على طبق ساخن (مثل طبق الطهي في مطبخك). في جميع أنحاء الويب ، رأيت العديد من أفران إعادة التدفق المصنوعة يدويًا ؛ في رأيي ، لديهم جانب سلبي كبير: إنهم يشغلون مساحة كبيرة. لذلك قررت بناء لوح تسخين بدلاً من ذلك.

لوحة التشغيل قابلة للبرمجة بالكامل ، بحيث يمكن إضافة أي ملف تعريف لإعادة التدفق. ثم يتم أتمتة عملية إعادة التدفق بالكامل. دعنا نبني!

الخطوة 1: الأجزاء والأدوات

القطع

• صفيحة ساخنة ، حصلت على خاصتي من مقلاة قديمة
• مرحل الحالة الصلبة (SSR)
• حبل القوة
• قابس طاقة USB (قابس الولايات المتحدة)
• شاشة LCD
• لوحة النماذج
• اردوينو نانو
• رؤوس الإناث
• نوع K الحرارية + مكبر 6675 ماكس
• اضغط الزر
• USB إلى كابل USB صغير

أدوات

• المشابك
• غراء الخشب
• قاطع ليزري
• تدريبات
• لحام حديد

الخطوة 2: القضية

بالنسبة للحالة ، لدينا خياران ، اعتمادًا على لوحة التسخين الخاصة بك. الخيار الأول هو تعديل العلبة الحالية ، ويكون هذا قابلاً للتطبيق إذا كان كبيرًا بما يكفي لاستيعاب SSR و LCD وما إلى ذلك. ولكن في حالتي ، لم تكن هناك مساحة كافية ، لذلك كان علي تصميم واحدة جديدة.

العلبة مصنوعة من lasercut MDF. نظرًا للمفصلة الحية ، لا يمكن إجراء هذا التصميم إلا على جهاز الليزر: فتحات صغيرة في MDF تجعله قادرًا على الانحناء. يمكن لصق القطع معًا كلغز ، فقط استخدم ما يكفي من المشابك. أضف الصفيحة الساخنة وقم بتثبيتها في مكانها (تم تثبيتي بمسامير في الأسفل).

تحتاج إلى حفر بعض الثقوب الإضافية: واحدة لسلك الطاقة ، وواحدة للزر ، واثنتان لشاشة LCD. بهذه الطريقة ، أي زر ، شاشات الكريستال السائل ، … لديك يمكن جعله مناسبًا. يمكن بعد ذلك تثبيت شاشة LCD في مكانها ، مع الزر.

يجب الضغط بقوة على المزدوجة الحرارية على اللوح الساخن. حفر حفرة وتغذية المزدوجة الحرارية من خلالها. بعد ذلك ، يجب الضغط عليه مقابل MDF. لقد استخدمت شريطًا صغيرًا من الصفيح ، ولكن يمكنك أيضًا استخدام شريط أو ربطة عنق مضغوطة (قم بحفر فتحتين بجوار فتحة المزدوجة الحرارية وقم بتغذية ربطة zip من خلالهما).

شيء يجب أن تكون على دراية به: قد تتساءل عما إذا كان استخدام MDF مع لوحة طهي 250 درجة مئوية فكرة جيدة. بشكل عام ، الأمر ليس كذلك ، لكنني جعلت القضية لا تمثل خطرًا.

تلامس أجزاء MDF أقدام لوح التسخين فقط ، والتي تكون أكثر برودة (60 درجة مئوية كحد أقصى) من الجزء العلوي من لوح التسخين. في كل مكان آخر ، يتم فصل MDF والصفيحة الساخنة بواسطة فجوة هوائية صغيرة. نظرًا لأن الهواء عازل جيد جدًا ، فإن MDF لا يسخن على الإطلاق ، ناهيك عن اشتعال النيران. علاوة على ذلك ، تكون درجة الحرارة مرتفعة فقط خلال بضع دقائق ، لذلك لا يمكن أن تصل الأرجل أبدًا إلى نفس درجة حرارة القمة (لا يتم الوصول إلى الحالة المستقرة أبدًا).

لقد أضفت ملف Fusion 360 حتى تتمكن من تعديله حسب احتياجاتك. فقط ضع في اعتبارك التحذير أعلاه عند ضبط التصميم على لوحة التسخين الخاصة بك.

الخطوة الثالثة: الإلكترونيات

جزء الإلكترونيات من هذا المشروع واضح تمامًا ، نحتاج فقط إلى توصيل بعض الوحدات معًا. يحصل Arduino على درجة الحرارة من المزدوج الحراري ، الذي يتم تضخيم إشاراته بواسطة MAX6675. ثم يعرض درجة الحرارة على شاشة LCD ويقوم بتبديل مرحل الحالة الصلبة (SSR) إذا لزم الأمر. تم تصوير كل شيء في الرسم التخطيطي.

جهد منخفض

نظرًا لأنها لا تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة ، يمكننا ببساطة توصيل كل شيء بدبابيس Arduino وتكوين المسامير المطلوبة للطاقة والأرض.

نظرًا لقيود بعض المساحة ، لم يكن الأمر جيدًا كما كنت أتمنى. لقد قمت بتركيب كل شيء على قطعة صغيرة من لوحة التحكم ، ملحومة في الجزء الخلفي من شاشة LCD. تم لصق MAX6675 على الظهر بشريط لاصق مزدوج الجوانب.

يتم تشغيل Arduino عبر منفذ USB صغير ، لذلك نقوم بتوصيله عبر كابل USB إلى لبنة الطاقة. من الجيد اختبار النظام في هذه المرحلة قبل المضي قدمًا.

الجهد العالي

يمكننا الآن توصيل لوحة التسخين نفسها. نظرًا لأن هذا هو الأسلاك الرئيسية ، يجب أن نكون حذرين للغاية: تأكد من فصل كل شيء عند العمل عليه!

بادئ ذي بدء ، يجب أن نؤرض لوح التسخين لمنع الصعق الكهربائي إذا حدث أي خطأ. قم بفك كابل الطاقة وثبّت سلك التأريض الأصفر / الأخضر بإحكام في الغلاف.

بعد ذلك ، سنقوم بتوصيل طرفي اللوح الساخن بالتيار الكهربائي عبر SSR. قم بتوصيل السلك المباشر (يعتمد رمز اللون على بلدك) إلى جانب واحد من SSR. قم بتوصيل الجانب الثاني من SSR بلوح التسخين عبر سلك قصير (نفس المقياس / القطر مثل كابل الطاقة). يذهب الطرف الآخر من لوح التسخين إلى السلك المحايد. لقد أضفت صورة للأسلاك قبل تركيب لوحة التسخين في العلبة لتوضيح ذلك.

يعد توصيل مهايئ الطاقة أسهل: ينتقل السلك المباشر إلى طرف واحد ، وينتقل السلك المحايد إلى الطرف الآخر. على الرغم من أنني أعيش في أوروبا ، فقد استخدمت محول طاقة أمريكيًا لهذا الغرض: الثقوب الموجودة في الشوكات ملائمة جدًا لتوصيل أطراف الأشياء بأسمائها الحقيقية.

هذا يختتم الإلكترونيات ، ويتيح الآن تفجير بعض الحياة فيه باستخدام الكود.

الخطوة 4: البرمجة

الكود هو ما يحول المقلاة الغبية إلى لوح تسخين يعاد تدفقه. إنه يسمح لنا بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة وإضافة ملفات مخصصة لإعادة التدفق.

ملامح إنحسار

لسوء الحظ ، فإن عملية اللحام بإعادة التدفق ليست بسيطة مثل تشغيل السخان والانتظار وإيقاف تشغيله مرة أخرى. تحتاج درجة الحرارة إلى اتباع ملف تعريف معين ، ما يسمى بملف إعادة التدفق. يمكن العثور على شرح جيد هنا ، أو في أماكن أخرى على interwebs.

يسمح الرمز بتخزين ملفات تعريف متعددة لتلبية الاحتياجات المختلفة (لحام بشكل أساسي يحتوي على الرصاص أو خالي من الرصاص). ضغطة زر بسيطة للتبديل بينهما. تمت إضافتهم في Times_profile و Temps_profile ، وكلاهما من 4 متجهات أعمدة. العمود الأول لمرحلة التسخين المسبق ، والعمود الثاني لمرحلة النقع ، ثم تكثيف وأخيراً مرحلة إعادة التدفق.

التحكم في لوح التسخين

إن قيادة الصفيحة الساخنة بحيث تتبع هذا المسار ليس بالأمر السهل. العلم وراء هذا يسمى نظرية التحكم. يمكن للمرء أن يتعمق هنا ويصمم وحدة التحكم المثالية ، لكننا سنبقيها بسيطة قدر الإمكان مع ضمان نتيجة جيدة. المدخل إلى نظامنا هو SSR ، والذي يقوم بتشغيله أو إيقاف تشغيله ، والإخراج هو درجة الحرارة ، والتي يمكننا قياسها. من خلال تشغيل SSR أو إيقاف تشغيله ، بناءً على درجة الحرارة هذه ، نقدم ملاحظات ، وهذا ما يسمح لنا بالتحكم في درجة الحرارة. سأشرح العملية بشكل حدسي قدر الإمكان ، وأشرح كيف يمكنك تمييز صفيحة التسخين الخاصة بك للعمل مع الكود الذي صنعته.

نعلم جميعًا أنه عند تشغيل السخان ، لا يسخن على الفور. هناك تأخير بين تشغيله (فعل) وبين أن يصبح ساخناً (رد فعل). لذلك عندما نريد الوصول إلى درجة حرارة 250 درجة مئوية ، يجب علينا إيقاف تشغيل الصفيح في وقت ما قبل ذلك. يمكن قياس هذا التأخير عن طريق تشغيل لوح التسخين وقياس الوقت بين التشغيل والتغير في درجة الحرارة. لنفترض أن التأخير هو 20 ثانية. املأ هذا للمتغير "timeDelay".

هناك طريقة أخرى للنظر إليها وهي كما يلي: إذا قمنا بإيقاف تشغيل السخان عند 250 درجة مئوية ، فسوف يصل إلى قيمة أعلى - لنقل 270 درجة مئوية - ثم نبدأ في التبريد إلى حد ما. الفرق في درجة الحرارة هو التجاوز - 20 درجة مئوية في حالتنا. املأ هذا للمتغير "overShoot".

في الختام: الوصول إلى 250 درجة مئوية يتطلب منا إيقاف تشغيل لوح التسخين عند 230 درجة مئوية والانتظار لمدة 20 ثانية أخرى حتى يصل لوح التسخين إلى درجة حرارة التجاوز هذه.

عندما تنخفض درجة الحرارة ، يجب أن يعمل لوح التسخين مرة أخرى. انتظار انخفاض 20 درجة مئوية لن يعطي نتيجة جيدة ، لذلك يتم استخدام عتبة مختلفة. وهذا ما يسمى التحكم مع التباطؤ (قيم مختلفة للتشغيل وإيقاف التشغيل). يتم استخدام رشقات نارية صغيرة بحد أقصى 10 ثوانٍ للحفاظ على درجة الحرارة.

قياسات

للتحقق من وحدة التحكم ، قمت بتسجيل البيانات في ملف Excel عبر Putty (محطة تسلسلية لجهاز الكمبيوتر مع بعض الميزات الرائعة). كما ترون ، ملف تعريف إعادة التدفق الناتج أكثر من جيد بما فيه الكفاية. ليس سيئا للمقلاة الكهربائية الرخيصة!

الخطوة 5: اختبر واستمتع

لقد انتهينا! لقد حولنا مقلاة قديمة إلى موقد يتدفق من جديد!

قم بتوصيل اللوح الساخن ، وحدد ملف تعريف إعادة التدفق واترك الجهاز يقوم بالعمل. بعد بضع دقائق ، يبدأ اللحام في الذوبان ويجمع جميع المكونات في مكانها. فقط تأكد من ترك كل شيء يبرد قبل لمسه. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا كمسخن مسبق ، وهو مفيد للألواح ذات الطائرات الأرضية الكبيرة.

أتمنى أن تكون قد أحببت المشروع ووجدت مصدر إلهام لعمل شيء مشابه! لا تتردد في التحقق من إرشاداتي الأخرى: