Hack de l'estació de reflux d'aire calent SMD 858D: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Tinc un petit laboratori electrònic, on reparo l’electrònica trencada i faig petits projectes d’afició. Com que cada cop hi ha més coses sobre SMD, era hora d’aconseguir una estació de reflux SMD adequada. Vaig mirar una mica al meu voltant i vaig trobar que el 858D era una estació molt bona pel seu preu. També vaig trobar un projecte de codi obert llançat per madworm (spitzenpfeil) el 2013 que substituïa el controlador de temperatura 858D original per un micro ATmega. Com que no hi ha cap guia completa, vaig decidir escriure’n una. Hi ha 4 variants diferents amb diferents micros del 858D que es venen a dotzenes de marques diferents. El model actual (abril de 2017) té un controlador MK1841D3 i és el que estic fent servir. Si teniu un CI diferent, consulteu el fil original de EEVblog.com. OSH Park, ve amb un paquet de 3, però només necessiteu un paquet 1X - ATMega328P VQFN 1x - LM358 o paquet DFN8 equivalent 2x - Resistència 10KΩ Paquet 2x - Resistència 1KΩ Paquet 3x - Resistència 390Ω Paquet 1x - Resistència 100kΩ 0805 Paquet 1x - 1MΩ resistència 0805 Paquet1x - 1Ω resistència 1206 Paquet5x - 100nF condensador 0603 Paquet4x - 1µF condensador 1206 Paquet2x - 10KΩ trimer 3364 Paquet 1x - Color LED a escollir 0608 Paquet 1x 2x6 Capçalera (programació ISP) 1x adaptador de presa IC 20Pin

1x BC547B o transistor equivalent

1x resistència cablejada de 10KΩ 0.25W

Alguns cables opcionals: 1x brunzidor 2x dissipadors de calor addicionals 1x endoll IC HQ 20Pin1x endoll C14Petits imants de neodimi Arduino adhesiu "tallat" eines: estació de treball 858D (no broma) Planxa / estació de soldadura regular Tornavisos, pinces, pinces o equivalent) Opcional: estora ESD i corretja per al canell Oscil·loscopi Brotxa ESD Soldador Sucker Impressora 3D Transformador d’aïllament Pistola de cola calenta Termòmetre Mashie o trencaclosques

Pas 1: munteu el PCB

Si esteu treballant en dispositius sensibles a l’electrostàtica, sempre heu d’aconseguir que el vostre circuit i vosaltres tinguin el mateix potencial elèctric per evitar danys. Abans de començar a prendre part, l'estació ha de muntar el PCB. Comenceu aplicant pasta de soldadura (o soldadura normal) als coixinets de la part superior del PCB i col·loqueu al lloc tots els components SMD.

R4 = 1MΩ 0805 Paquet

R7 = 1kΩ 0805 Paquet

R8 = 1kΩ 0805 Paquet

R9 = 10kΩ Paquet 0805

C1 = 100nF 0603 Paquet

C6 = 100nF 0603 Paquet

C7 = 100nF 0603 Paquet

C8 = 100nF 0603 Paquet

C9 = 1µF 1206 Paquet

VR1 = 10KΩ 3364 Paquet

VR2 = 10KΩ 3364 Paquet

D1 = Paquet LED 0608

U2 = Paquet Atmega VQFN

Comproveu de nou la polaritat dels components i torneu a refondre el PCB. Tingueu en compte que a les meves imatges el LED està en la direcció equivocada. Repetiu a la segona cara, pla d’estoc:

R1 = 10KΩ 0805 Paquet

R2 = 390Ω Paquet 0805

R3 = 390Ω Paquet 0805

R5 = 100KΩ Paquet 0805

R6 = 390Ω Paquet 0805

C2 = 1µF 1206 Paquet

C3 = 100nF 0603 Paquet

C4 = 1µF 1206 Paquet

C5 = 1µF 1206 Paquet

U1 = Paquet LM358 DFN8

Després de netejar els residus de Flux, soldeu la capçalera de l’ISP i l’adaptador de sòcol IC i feu un pont de soldadura entre el mig i el coixinet etiquetat amb el “GND”.

Pas 2: proves i programació

El següent pas és provar les dreceres del PCB. La manera més segura de fer-ho és alimentant el circuit per una font d’alimentació de laboratori, establint el límit de corrent a uns quants mA. Si passa sense cap curt és hora de programar el micro. Vaig fer la meva versió única basada en 1.47 per raihei que es pot descarregar des de la meva pàgina de GitHub. Es basa en la darrera versió "oficial" de madworm, que també està disponible a GitHub. Dins del fitxer. ZIP descarregat hi ha un fitxer.ino i un fitxer.h que es poden obrir i compilar mitjançant ArduinoIDE o AtmelStudio (i VisualMicro Plugin), també hi ha fitxers. Hex precompilats que es poden carregar directament al micro. Per això, només és possible compilar i no carregar directament des de l’ArduinoIDE im mitjançant AtmelStudio. Si voleu utilitzar ArduinoIDE, us mostraré com utilitzar-lo més endavant. Però, independentment del que utilitzeu, heu de modificar alguns valors. Els dos primers es troben dins del fitxer.h. Les dues línies

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Cal comentar-les i, en canvi, les línies

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Cal comentar-los (o canviar els valors). En segon lloc, hi ha les dues línies CPARAM elogiades que s'han de copiar i substituir les dues línies CPARAM dins del fitxer.ino. Això NO habilita el mode de sentit del corrent estàndard, perquè utilitza el pin A2 Instaed d'A5, que no té res correcte en aquest tauler. El darrer canvi és TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT al fitxer.h que defineix el multiplicador de temperatura. Aquest valor depèn del tipus de l'estació. En el model de 230V hauria de ser al voltant de 21, en el model de 115V al voltant dels 23-24. Aquest valor s’ha d’ajustar si la temperatura mostrada no coincideix amb la mesurada. També es poden canviar més endavant directament a l'emissora segons els valors de la velocitat del ventilador. Després de canviar aquests valors, és hora de compilar el codi.

AtmelStudio: a AtmelStudio, podeu triar AtMega328 com a micro, prémer el botó Compila i Penja i hauria de fer el truc. En el meu cas, d'alguna manera, no es va carregar, així que vaig haver de fer flash el fitxer hexadecimal manualment.

ArduinoIDE: la compilació d’ArduinoIDE és una mica diferent com de costum. En lloc de simplement prémer el botó Puja, heu d’anar a la pestanya Esbós i fer clic a Exporta el binari compilat. Després de canviar a la carpeta del projecte, trobareu dos fitxers hexadecimals. Un amb carregador d’arrencada i l’altre sense carregador d’arrencada. El que no té carregador d’arrencada és el que volem. Podeu fer-lo servir amb AtmelStudio, AVRdude o qualsevol altre programari compatible.

Ambdós: després de fer flaixar el fitxer, heu d’establir els fusibles. Els heu de provar a 0xDF HIGH, 0xE2 LOW i 0xFD EXTENDET. Quan es cremen els fusibles, podeu desconnectar el programador i el PCB.

Pas 3: desmuntatge

Al veritable hack. Comenceu traient els quatre cargols de la part frontal i la tapa frontal es desprèn. L’interior de l’estació hauria de tenir un aspecte molt similar al meu. Després de desconnectar tots els cables, descargoleu els dos cargols de la PCB i el comandament AIR de la part frontal, acabareu amb la PCB en blanc. Al mig del PCB hi ha l’IC principal del controlador MK1841D3 en un paquet DIP20. És el que anaven a substituir en aquest mod. Degut a que està connectat, podríeu substituir-lo per la nova placa, però el sòcol original no encaixava gaire amb l'adaptador de sòcol DIP20, així que el vaig substituir. Al PCB hi ha dos IC DIP8 més, el que hi ha al costat del MK1841D3 és una EEPROM de sèrie de 2 MB. També s’ha d’eliminar perquè aquest mod funcioni. L’altre és només una mena d’OPAmp, s’ha de quedar. Només per curiositat, vaig posar l'EEPROM al meu programador universal i el vaig llegir. El resultat és un fitxer binari gairebé buit amb només "01 70" a l'adreça 11 i 12. Probablement l'última temperatura establerta. (Malauradament, no recordo quina va ser l'última temperatura establerta, però és clar, no és de 170 ° C, potser de 368 ° C?) Tingueu cura de no aixecar els coixinets, ja que el coure no s'enganxa molt bé a la PCB.

Pas 4: tornar a muntar

Després de substituir amb èxit el sòcol IC i eliminar l'EEPROM, heu de fer una modificació més, piratejar la resistència de derivació del corrent del ventilador. Hi ha una pista a l’angle superior esquerre del costat de soldadura del PCB que s’ha de modificar. Va entre C7 i el pin negatiu del connector del ventilador. Després de tallar el traç, raspar la màscara de soldar i soldar a la resistència de 1Ω, heu de soldar un cable al pin negatiu del ventilador i, a l’altre costat, al coixinet de soldadura etiquetat “FAN” de la PCB de la CPU. El següent pas opcional és afegir el brunzidor. Per ajustar-lo al PCB, cal doblar una mica els cables del brunzidor i soldar-lo al connector PC4. Torneu a connectar tots els cables i passeu al següent pas.

Pas 5: calibre el sensor del ventilador

Ara és hora d’engegar el nou controlador per primera vegada i calibrar el sensor del ventilador. Perill, heu de treballar a la xarxa elèctrica. Per tant, la manera més segura de fer-ho és alimentant l’estació mitjançant un transformador d’aïllament. Si no en teniu cap, també podeu desconnectar la part calenta del transformador de control de la placa principal i connectar-la directament a la xarxa elèctrica per mantenir la xarxa lluny de la placa. Continueu soldant un cable de prova al pin positiu del LED i connecteu-lo a un oscil·loscopi. Enceneu l'estació mantenint premut el botó AMUNT i l'estació començarà en mode FAN TEST. Encendrà el ventilador i mostrarà el valor ADC en brut a la pantalla. Gireu el comandament del ventilador al mínim i ajusteu el retallador Vref fins que tingueu polsos de corrent agradables a la pantalla de l’oscil·loscopi. Gireu el potenciòmetre FAN al màxim i verifiqueu que hi hagi la longitud d'ona, però no la forma d'ona canviï. Si la forma d'ona canvia, ajusteu el retallador Vref fins que tingueu els mateixos impulsos al mínim i al màxim. Si s'ha girat correctament l'estació i moveu el cable de prova del pin LED positiu al pin esquerre del potenciòmetre de guany. Torneu a iniciar el mode de prova del ventilador i mesureu el voltatge del cable de prova. Ajusteu el retallador de guany fins a obtenir aproximadament 2, 2V a la posició MAX. Ara mireu la pantalla. El valor hauria de ser al voltant de 900. Ara instal·leu tots els broquets un darrere l’altre a la peça de mà i observeu el valor més alt a la pantalla. Gireu el ventilador al mínim i obtindreu un valor al voltant de 200. Torneu a provar tots els broquets i observeu el valor més petit. Apagueu l'estació i torneu-la a engegar, mantenint aquesta vegada els dos botons premuts. L'estació començarà al mode de configuració. Prement amunt i avall podeu augmentar / disminuir el valor, prement tots dos canvieu al següent punt de menú. Aneu al punt "FSL" (velocitat FAN baixa) i configureu-lo al valor ADC mesurat més baix (el vaig establir a 150). El següent punt és "FSH" (velocitat FAN alta). Establiu aquest valor al valor ADC mesurat més alt (el vaig establir a 950).

Al fons: a l’estació no hi ha retroalimentació de la velocitat del ventilador, de manera que si el FAN està bloquejat o hi ha un tall de cable, el controlador no reconeixerà cap falla del ventilador i l’escalfador pot cremar-se. Com que el ventilador no té sortida de tacho, la millor manera de mesurar la velocitat del ventilador és afegir una resistència de derivació i mesurar la freqüència dels polsos actuals. Mitjançant un OPAmp i un filtre de pas alt i baix es converteix en una tensió que s’introdueix al microcontrolador. Si el valor és inferior o superior als nivells mínims / màxims establerts, l'estació no engegarà l'escalfador i generarà un error.

Com que en la meva prova, el regulador de 5 V i el transistor del ventilador s’escalfaven força, vaig decidir instal·lar-hi petits dissipadors de calor. Apagueu l'estació i torneu a muntar el tauler frontal.

Pas 6: Actualització: MOD de velocitat màxima del FAN

He estat utilitzant l’estació des de fa aproximadament un any i sempre en vaig estar molt content. Només he tingut un problema: l'estació necessita molt de temps per refredar-se, especialment si esteu soldant components molt petits amb el broquet petit i un flux d'aire baix. Així que vaig jugar una mica i vaig trobar una manera de canviar la velocitat del ventilador mitjançant el programari. El mod utilitza un transistor per reduir el potenciòmetre de velocitat del ventilador. La millor manera de realitzar aquest hack és soldar la resistència 10K al pin Base, afegir un cable i cobrir tots els cables mitjançant un tub retràctil. A continuació, reduïu una mica els passadors i soldeu-los a través del forat fins als components existents. Per protegir el transistor del moviment, enganxeu-lo amb una mica de cola calenta. L'últim és connectar la base del transistor al pin MOSI de l'ATmega. He personalitzat el programari per canviar aquest passador quan es posa la peça manual al bressol fins que es refredi l'eina. A més, la prova del ventilador utilitza aquest mode per obtenir una referència estable. El programari es basa en la versió 1.47 de RaiHei i està disponible a la pàgina My GitHub

Pas 7: opcional: connecteu la connexió a terra i milloreu la connexió a terra

Al panell posterior. En el meu cas, l'estació tenia un cable d'alimentació a curt curt que simplement sortia del panell posterior. Com que no em va agradar, vaig decidir substituir-lo per un endoll C14. Si voleu substituir-lo també, comenceu per treure el cargol del tauler posterior. El fil blau s’uneix amb un altre fil per un tros de tub retràctil curt. A la clavilla de terra hi ha una orella de cable soldada i que no es premga com hauria de fer-ho, de manera que si no substituïu el filferro, almenys torneu-lo a fer amb unes orelles de premsa. Després de treure el filferro i descargolar el portafusibles, és per fer un forat per al nou endoll. He utilitzat la meva fresadora per fresar el forat, però si no en teniu cap, podeu tallar-la amb una serra. Torneu a instal·lar i connecteu el portafusibles i l'endoll. El fil de terra que prové de la peça de mà també té una orella de cable soldada, de manera que s’ha de tornar a fer. He utilitzat puntes de cable planes i adaptadors de terminals de cargol per facilitar la retirada del panell frontal si és necessari. Com que hi ha pintura al voltant dels forats de muntatge a terra / transformador, fan una connexió bastant dolenta amb la caixa. La millor manera de solucionar-ho és traient la pintura al voltant dels forats amb paper de polir. Després de tornar a instal·lar el tauler posterior, mesureu la resistència entre la caixa i el passador GND del connector C14. Ha de ser prop de 0Ω.

Pas 8: opcional: millora la peça de mà

A la peça de mà. Després de participar-hi, vaig veure dues coses que no m’agradaven. Primer: la connexió entre la carcassa metàl·lica de l'element escalfador i el cable de terra es fa molt deficient. El filferro només s’embolica al voltant d’un punt de barra de metall soldat a la carcassa de metall. Vaig intentar soldar-lo junts, però, malauradament, la barra està feta amb algun tipus de metall que no es pot soldar, així que ho vaig encimbellar. En segon lloc: a la sortida de filferro no hi ha cap alleujament de la tensió, de manera que he posat una brida de cable i l’ajusto molt bé. Aquesta solució definitivament no és la millor, però és almenys millor que no alliberar la tensió. Torneu a muntar la peça de mà.

Pas 9: opcional: millora el bressol

Dins del bressol hi ha dos petits imants de neodimi, que s’utilitzen per detectar que la peça de mà es troba dins del bressol. A la meva estació vaig tenir alguns problemes, perquè no reconeixia l’eina que la basava en totes les posicions de l’eina. Vaig afegir alguns imants addicionals al bressol amb cola calenta i els problemes van desaparèixer. També vaig imprimir en 3D el porta-broquets de Sp0nge disponible a Thingiverse i el vaig cargolar al bressol. Els cargols són una mica curts, però si no els tens massa, faran el truc.

Pas 10: Acabat

Queda un darrer pas. Enganxeu un adhesiu "piratejat" Arduino a l'estació i utilitzeu-lo.

Les funcions del nou controlador són:

Regulació de la temperatura més precisa

L’estació no començarà a escalfar-se si la peça de mà no està dins del bressol durant l’encesa

Calibratge de programari per a la temperatura disponible (prement els dos botons de llarg)

Mode aire fred (prement els dos botons curts)

Zumbador

Mode de refredament ràpid

Totalment OpenSource (per tant, podeu publicar / modificar / eliminar funcions molt fàcilment)

Detecció d'errors del ventilador

Mode de repòs (predefinit a 10 minuts, editable mitjançant el paràmetre SLP)

Referències:

Fil oficial EEVBlog

Bloc de madworm (spitzenpfeil)

Pàgina GitHub de madworm (spitzenpfeil)

Bloc de Poorman's Electronic

Porta-broquets de Sp0nge

MK1841 Full de dades