Tự làm lò nướng Reflow với Reflowduino: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Reflowduino là bảng điều khiển tất cả trong một tương thích với Arduino mà tôi đã tự tay thiết kế và chế tạo, và nó có thể dễ dàng biến một lò nướng bánh mì thành một lò nướng lại PCB! Nó có bộ vi xử lý ATmega32u4 linh hoạt với giao diện lập trình micro USB, giao diện cặp nhiệt điện loại MAX31855 tích hợp với tính năng lọc tiếng ồn, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) để dễ dàng giao tiếp với thiết bị di động, sạc pin LiPo và chỉ báo trạng thái, một chất rắn tùy chọn chuyển tiếp trạng thái và bộ rung piezo để phát các bài hát chủ đề yêu thích của bạn. Tốt hơn nữa, tôi đã phát hành tất cả những thứ này dưới dạng mã nguồn mở hoàn toàn để mọi người thưởng thức, bao gồm các tệp EAGLE PCB, mã ví dụ Arduino IDE, ứng dụng Android mẫu để điều khiển Bluetooth và hướng dẫn đầy đủ về cách sửa đổi lò nướng bánh mì để bắt đầu nấu ăn '!

Nếu bạn muốn đặt hàng Reflowduino hoặc Mô-đun chuyển tiếp Sidekick, vui lòng truy cập trang web của tôi!

Để có tài liệu đầy đủ, tệp nguồn, sơ đồ và thông tin toàn diện hơn về Reflowduino, vui lòng truy cập trang Github chính thức tại đây.

Bây giờ, hãy bắt đâù!

Bước 1: Thu thập các bộ phận của bạn

Danh sách các bộ phận

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + rơle trạng thái rắn (Tôi sẽ sử dụng mô-đun chuyển tiếp Sidekick)
• Cặp nhiệt điện loại K (đi kèm với Reflowduino)
• Nguồn điện Reflowduino: Pin LiPo, 5V micro USB (từ máy tính xách tay hoặc bộ chuyển đổi), hoặc cả hai!
• Lò nướng bánh mì HOẶC đĩa nóng (Tôi đã sử dụng lò nướng bánh mì 1100W này khi nó có giá khoảng 20 đô la)
• Tuốc nơ vít (để tháo rời lò nướng bánh mì)
• Tua vít đầu dẹt nhỏ (dành cho các đầu vít)
• Điện thoại thông minh hoặc thiết bị hỗ trợ Bluetooth. Hiện chỉ có phiên bản Android của ứng dụng
• Tùy chọn: một máy tính xách tay để thu thập và vẽ biểu đồ dữ liệu trong thời gian thực qua Excel! Bạn sẽ cần kết nối Reflowduino với máy tính xách tay qua micro USB để thiết bị này hoạt động.

Các mục sau chỉ cần thiết nếu bạn muốn thực hiện nhiều tùy chỉnh đối với bản dựng lại lò nướng của mình (không cần thiết trong hầu hết các trường hợp):

• Máy cắt dây
• Hàn sắt và thuốc hàn
• Dây 14-18 AWG (dây bện dễ xử lý hơn)
• Ống co nhiệt có kích thước thích hợp để làm dây cách điện. Phụ thuộc vào thiết lập của bạn.
• Kính bảo hộ (giữ an toàn, chúng tôi đang xử lý điện áp chính ở đây!)
• Găng tay (tấm kim loại của lò nướng bánh mì có thể sắc nhọn và có đinh vít thò ra khắp nơi!)

Tuyên bố từ chối trách nhiệm an toàn: Nếu bạn là người mới bắt đầu về điện tử hoặc không có kinh nghiệm thích hợp để làm việc với điện áp chính, tôi khuyên bạn không nên làm phiền nó, tham khảo ý kiến chuyên gia hoặc tiếp tục học cho đến khi bạn đủ thành thạo ! Tôi không chịu trách nhiệm cho bất kỳ rủi ro nào có thể xảy ra do sử dụng sai PCB của Reflowduino hoặc các thành phần liên quan và hệ thống điện của nó (bao gồm nguồn điện lưới, bảng ngắt mạch, v.v.). Thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn khi cần thiết. Hơn nữa, bạn không nên sử dụng cùng một thiết bị để làm nóng lại PCB như để nấu thức ăn để tiêu thụ. Điều này có thể dẫn đến ngộ độc thực phẩm, đặc biệt nếu bạn sử dụng chất hàn có chì cho PCB của bạn. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm về các hành động của mình và tự chịu rủi ro khi thực hiện chúng!

Điều đó đang được nói, DIY đi bạn bè của tôi … vui vẻ và giữ an toàn!

Reflowduino và Sidekick

LƯU Ý: Hiện nay cũng có một mô-đun bổ trợ được gọi là "Reflowduino32" cho bảng phát triển ESP32 để điều khiển không dây lò nung lại. Vui lòng xem trang Reflowduino Github để có đầy đủ tài liệu cũng như hướng dẫn chỉnh lại lò nướng ESP32 này!

Trước hết, có hai phiên bản của Reflowduino: Basic và Pro, và tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể của bạn, bạn có thể muốn chọn một hoặc khác. Tiếp theo, tôi đã tạo một mô-đun rơle trạng thái rắn tiện dụng được gọi là Solid-State Sidekick để xử lý tất cả hệ thống dây điện chính cho bạn và loại bỏ hoàn toàn nhu cầu hàn bất cứ thứ gì. Chỉ cần cắm thiết bị trực tiếp vào Sidekick cũng như hai dây đầu vào rơle từ Reflowduino và bạn đã sẵn sàng!

Dưới đây là tóm tắt về các tùy chọn có sẵn của bạn:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + rơle trạng thái rắn khác (chọn của riêng bạn)
4. Bo mạch tương thích Arduino khác + giao diện cặp nhiệt điện + cặp nhiệt điện + mô-đun Bluetooth + Thanh bên thể rắn (hoặc rơ le khác) + "ba lô" pin LiPo (tùy chọn)

Tùy chọn đầu tiên đi kèm với rơ le đã được gắn trên bo mạch của Reflowduino. Đây là một lựa chọn tốt để kiểm soát bất kỳ lò nướng bánh mì thông thường hoặc bếp điện nào, đặc biệt nếu bạn muốn tự hàn dây điện và tiết kiệm một số tiền mặt.

Tùy chọn thứ hai cho đến nay là tùy chọn dễ nhất (và an toàn nhất) và không yêu cầu hàn hoặc điều chỉnh thiết bị trừ khi bạn thực sự muốn vì mô-đun rơle Sidekick có rơle trạng thái rắn cũng như tất cả các điều khoản cho bạn chỉ cần kết nối mọi thứ với nó bằng cách cắm chúng vào. Vâng, bạn đã nghe tôi nói đúng! Điều này có nghĩa là bạn có thể điều khiển bất kỳ lò nướng bánh mì nào mà không cần mở nó!

Tùy chọn thứ ba là nếu bạn muốn chọn rơle trạng thái rắn của riêng mình, có thể với công suất hiện tại cao hơn hoặc vì một số lý do khác như cấu hình lắp đặt tùy chỉnh (ai biết?).

Lựa chọn cuối cùng dành cho những người có thể đã có nhiều bộ phận nằm xung quanh và muốn ghép một thứ gì đó lại với nhau một cách nhanh chóng mà không cần mua thứ gì đó mới, điều này cũng hoàn toàn ổn! Bạn có thể sử dụng Arduino cùng với một cái gì đó như bảng đột phá cặp nhiệt điện này và tất nhiên, bản thân cặp nhiệt điện. Để sử dụng ứng dụng demo, bạn cũng sẽ cần một mô-đun Bluetooth HM-10 trừ khi bạn muốn loại bỏ giao tiếp không dây và bám vào việc vẽ đồ thị dữ liệu trên Excel thông qua máy tính. Lưu ý rằng tùy thuộc vào phần bạn chọn, bạn có thể phải thay đổi mã demo cho phù hợp với nhu cầu của mình.

Tài nguyên:

• Nhấp vào đây để xem thông số kỹ thuật Reflowduino nhanh chóng.
• Nhấp vào đây để xem mô tả về sơ đồ chân của Reflowduino

Rơ le trạng thái rắn

Nếu đang sử dụng Reflowduino Pro, bạn có thể bỏ qua phần này, nhưng nếu đang sử dụng Reflowduino Basic, bạn sẽ cần phải tải Sidekick hoặc chọn mô-đun chuyển tiếp của riêng mình. Khi chọn của riêng bạn, hãy kiểm tra những điều sau:

• Loại rơ le: cần ở trạng thái rắn, không chỉ là rơ le tiếp điểm thông thường. Bạn CÓ THỂ sử dụng rơ le thông thường cho ứng dụng cụ thể của chúng tôi (vì chúng tôi sẽ sử dụng điều khiển tỷ lệ thời gian, không phải PWM liên tục) nhưng nó không được đảm bảo hoặc được khuyến nghị. Ngoài ra, bạn sẽ nghe thấy tiếng "lách cách" của rơ le mỗi khi nó chuyển mạch, điều này có thể gây khó chịu.
• Cách ly quang học: tìm một thiết bị được cách ly quang học để đảm bảo an toàn. Điều này có nghĩa là bạn có thể chắc chắn rằng Arduino của bạn sẽ không bị ngắt bởi 120V / 240VAC!
• Điện áp điều khiển: cần phải tương thích 3.3V hoặc 5V
• Đánh giá đầu ra: cần xử lý lượng dòng điện mà thiết bị của bạn sẽ sử dụng. đối với bất kỳ thiết bị nào của Hoa Kỳ (đang được sử dụng hợp pháp), 15A / 120VAC là tất cả những gì bạn cần kể từ khi cầu dao hoạt động ở 15A.

Rơ le trạng thái rắn cách ly quang học của Reflowduino Pro có điện áp điều khiển 3-15VDC và có thể xử lý lên đến 25A / 240VAC với khả năng làm mát đối lưu thích hợp. Trong các trường hợp bình thường, nó có thể xử lý 10A / 240VAC hoặc 20A / 120VAC đủ tốt cho tất cả các thiết bị của Hoa Kỳ và phải đủ cho hầu hết các thiết bị 240VAC.

Tài nguyên:

Bảng thông số kỹ thuật rơ le trạng thái rắn PF240D25R của Reflowduino

Lò nướng bánh mì hoặc đĩa nóng

Khi chọn một lò nướng bánh mì, điều quan trọng là phải chọn một cái có kích thước phù hợp với ứng dụng của bạn vì càng nhỏ thì hiệu quả làm nóng càng cao! Tuy nhiên, những cái lớn hơn cũng sẽ hoạt động, chỉ cần kiểm tra các đánh giá để đảm bảo rằng nó không hoàn toàn là rác. Cá nhân tôi đã mua cái này từ Walmart với giá khoảng 21 đô la bao gồm cả thuế khi nó được bán.

Bạn cũng nên đảm bảo rằng bạn sẽ có một khay kim loại phẳng để đặt PCB. Nhiều lò nướng bánh mì (bao gồm cả cái tôi đã mua!) Đi kèm với khay có các vết va đập và các mô hình nướng trên chúng, và điều này chắc chắn không lý tưởng cho việc làm nóng lại PCB vì nó gây ra sự không đồng đều nhiệt trên PCB. Tuy nhiên, tôi đã may mắn vì khay nhỏ giọt hoàn hảo cho những gì tôi cần, vì vậy tôi chỉ cần vứt bỏ vỉ nướng và chảo nấu ăn bằng kim loại đi kèm.

Đối với đĩa nóng, điều quan trọng không kém là chọn một cái có bề mặt phẳng. Hầu hết các tấm nóng đều có khu vực hình tròn lõm ở giữa tấm không mong muốn, vì vậy hãy cố gắng giảm thiểu khu vực này để bạn có không gian có thể sử dụng nhiều nhất để đặt PCB của mình. Ngoài ra, hãy chọn một bếp điện chỉ có một núm duy nhất (điều khiển nhiệt độ) vì bằng cách này, bạn sẽ không cần phải mở nó ra để điều chỉnh hệ thống dây điện!

Để biết thêm thông tin về chủ đề này, vui lòng xem trang wiki Github.

Bước 2: Lên dây

Bây giờ bạn đã có các bộ phận, đã đến lúc kết nối tất cả! Có nhiều cách để bảo vệ lò nướng bánh mì, vì vậy hãy lắng nghe và nhớ đọc kỹ tuyên bố từ chối trách nhiệm an toàn đã nêu trước đó!

Những cái đĩa nóng

Đối với bất kỳ thiết bị nào, nguyên tắc chính là chuyển đổi dây dẫn của dây điện bằng cách đặt rơ le nối tiếp với dây dẫn điện và bỏ qua các núm điều khiển của thiết bị nếu cần. Đối với các đĩa hâm có một núm điều chỉnh nhiệt độ, bạn thậm chí không cần phải điều chỉnh đĩa nóng; bạn có thể chỉ cần xoay núm xoay sang CAO (cài đặt tối đa) và bạn đã sẵn sàng! Điều này đảm bảo rằng tấm nóng sẽ được cấp điện (tiếp điểm bên trong tấm nóng sẽ được đóng lại) khi rơ le được bật.

Để lắp đặt cố định, bạn có thể cắt dây nguồn và nối nó lại hoặc bạn có thể làm điều đó từ các điểm tiếp xúc của dây nguồn. Một lần nữa, hãy luôn đảm bảo cách nhiệt đúng cách cho tất cả các kết nối. Thực hiện theo giản đồ chung trong hình ảnh đầu tiên và bạn đã sẵn sàng để chỉnh sửa lại!

Xin lưu ý rằng tôi đã sử dụng kẹp cá sấu và một dây nguồn khác (có kẹp cá sấu ở hai đầu) chỉ để kiểm tra. Điều này không được khuyến khích và chỉ nên sử dụng để thử nghiệm tạm thời. Để lắp đặt lâu dài hơn, bạn nên hàn và cách nhiệt mọi thứ hoặc sử dụng Sidekick để cắm mọi thứ vào.

Lò nướng bánh mì

Lò nướng bánh mì được điều khiển bằng cách sử dụng khái niệm chính xác giống như bếp điện mà bạn thường có thể điều khiển chúng mà không cần chạm vào dây điện bằng cách chỉ cần vặn tối đa núm điều chỉnh nhiệt độ, chuyển cài đặt thành "Nướng" để bật cả hai dây nóng và tăng tối đa hết giờ. Tùy thuộc vào máy nướng bánh mì, bạn cũng có thể có tính năng "Luôn bật" để bạn không phải lo lắng về việc hết giờ!

Tuy nhiên, nếu bạn vẫn muốn tách nó ra, hãy tinh chỉnh hệ thống dây điện để bỏ qua các nút và thêm các điều khiển tùy chỉnh nhân danh khoa học, bạn vẫn có thể làm được! May mắn thay, ngay cả khi bạn muốn tháo nó ra, nguyên tắc chung vẫn rất đơn giản: bạn phải ngắt kết nối tất cả các nút bấm được kết nối với dây dẫn trực tiếp và gắn tất cả các dây nóng vào dây dẫn điện để chúng bật hết công suất ngay. khi bạn cắm dây điện vào tường.

Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ không dành thời gian để xem qua phần này, nhưng bạn có thể xem cách tôi điều chỉnh lò nướng bánh mì trên trang wiki Github của mình.

Bước 3: Thiết lập phần mềm

Bây giờ bạn đã thiết lập xong tất cả phần cứng, hãy xem qua cách thiết lập phần mềm.

Thiết lập ứng dụng

Xem các hướng dẫn sau về cách cài đặt ứng dụng demo Reflowduino và cách nhập dữ liệu đã lưu vào Excel từ ứng dụng.

Bản tóm tắt ngắn gọn:

• Ứng dụng hiện chỉ dành cho Android và hoàn toàn là mã nguồn mở!
• Ứng dụng hiển thị nhiệt độ trong thời gian thực và vẽ biểu đồ khi bắt đầu quá trình chỉnh nhiệt.
• Ứng dụng cũng lưu dữ liệu sau khi quá trình chỉnh sửa hoàn tất hoặc bị hủy bỏ và dữ liệu có thể được nhập vào Excel để phân tích!

Thiết lập Arduino IDE

Xem các hướng dẫn này để thiết lập Arduino IDE và cài đặt các thư viện cần thiết.

Bản tóm tắt ngắn gọn:

• Tải mã "Reflowduino_Demo", chọn "Adafruit Feather 32u4" trong Công cụ -> Bảng trong Arduino IDE.
• Biên dịch nó chỉ để đảm bảo rằng bạn đã cài đặt đúng tất cả các thư viện.
• Tải mã lên Reflowduino và lưu ý rằng bạn có thể phải nhấn nút đặt lại trên Reflowduino nếu Arduino IDE bắt đầu tìm kiếm cổng.

Reflowduino Demo

Xem các hướng dẫn này về cách sử dụng mã Reflowduino Demo.

Bản tóm tắt ngắn gọn:

• Bản phác thảo Reflowduino Demo cho phép Reflowduino của bạn hoạt động cùng với ứng dụng demo qua Bluetooth.
• Reflowduino đọc nhiệt độ từ cặp nhiệt độ và gửi dữ liệu đến ứng dụng qua Bluetooth cứ sau 2 giây.
• Reflowduino sử dụng điều khiển tỷ lệ thời gian PID để điều khiển rơle trạng thái rắn trong quá trình chỉnh lại.
• Đối với hoạt động độc lập, hãy nhận xét dòng có độ trễ "while (! Serial) (1);" chờ kết nối nối tiếp được thiết lập trước khi chạy mã thực.
• Bạn có thể làm cho Reflowduino hoạt động như một bàn phím bằng cách đặt biến "enableKeyboard" thành true ở gần đầu bản phác thảo để sử dụng với tệp demo Excel này. Điều này sẽ làm cho Reflowduino "nhập" dữ liệu vào Excel trong thời gian thực khi nó được kết nối qua USB. Chỉ cần đảm bảo rằng khi bạn bắt đầu quá trình chỉnh lại dòng, con trỏ của bạn nằm trong ô có sẵn đầu tiên (A2) trong Excel!

Video giới thiệu

• Video này cho thấy dữ liệu được Reflowduino nhập vào Excel.
• Video này cho thấy hoạt động chung của ứng dụng và thiết lập phần cứng với lò nướng bánh mì.
• Video này cho thấy những gì xảy ra ở cuối quá trình chỉnh sửa lại.

Tài nguyên

• Bạn luôn có thể tìm thấy mã Arduino mới nhất và tệp demo Excel để nhập dữ liệu theo thời gian thực trên Github
• Bạn cũng có thể tìm thấy các tệp ứng dụng Android mới nhất trên Github

Bước 4: Kết quả & Kết luận

Kết quả

Đính kèm là một vài bản chụp gần của bảng tôi đã làm nóng lại bằng cách sử dụng Reflowduino và một số chất hàn nhiệt độ thấp với nhiệt độ làm nóng lại được đặt thành 155 ° C (chất hàn đặc biệt này dường như nóng chảy lại ở nhiệt độ thấp hơn mức 165 ° C điển hình được khuyến nghị và Tôi quan sát thấy rằng chuyển động chảy lại bắt đầu xảy ra ở khoảng 125 ° C chứ không phải ở "nhiệt độ nóng chảy" được quảng cáo là 138 ° C). Các mối hàn rất hoàn hảo, và tôi không thể yêu cầu gì tốt hơn!

Tạo bảng của riêng bạn

Thiết kế PCB: Để thiết kế PCB, cá nhân tôi sử dụng Autodesk EAGLE, một công cụ miễn phí nhưng mạnh mẽ cho phép bạn nhanh chóng tạo ra PCB chất lượng! Nó cũng có một số tính năng thực sự thú vị như đồng bộ hóa các mô hình 3D của PCB của bạn với và từ Fusion 360.

PCB Prototypes: Đối với các nguyên mẫu nhanh chóng và giá cả phải chăng, tôi đã tìm thấy OSH Park cung cấp chất lượng tốt nhất. Họ sử dụng một quy trình không chứa chì có tên là ENIG thực sự giúp mạ vàng các điểm tiếp xúc để chúng trông đẹp hơn trong một thời gian dài!

Lắp ráp PCB: Sử dụng Reflowduino của bạn để lắp ráp các bo mạch!

Kết luận

Nhìn chung, Reflowduino là phần cứng hoàn hảo để điều khiển bất kỳ lò nướng bánh mì hoặc bếp điện nào! Với Reflowduino Pro, bạn có thể tạo ra một lò nướng tái tạo đầy đủ chức năng với tất cả chuông và còi với giá hơn 100 đô la một chút (với lò nướng bánh mì 20 đô la). Bạn có thể xem thêm một số nhận xét kỹ thuật tại đây.

Nếu bạn thích dự án này, vui lòng bình luận bên dưới và đừng ngần ngại đặt câu hỏi, cung cấp đề xuất hoặc đưa ra phản hồi mang tính xây dựng! Nếu bạn muốn xem điều gì đó đã được thực hiện, trước tiên hãy tham khảo danh sách việc cần làm để biết những cải tiến đang được xem xét. Tôi hiện đang trong quá trình chuẩn bị mọi thứ để bắt đầu một chiến dịch Indiegogo, vì vậy hãy quảng cáo!

Một lần nữa, cảm ơn tất cả sự hỗ trợ, và tôi đã không thể làm được điều này nếu không có tất cả những người đã nỗ lực chia sẻ nỗ lực của bản thân với mọi người!

• Nếu bạn thích dự án này, hãy chia sẻ, thêm trái tim và bình chọn cho Reflowduino!
• Nếu bạn nhân rộng dự án này, vui lòng chia sẻ kết quả của bạn và bất kỳ mẹo nào mà người khác có thể thấy hữu ích!
• Bạn cũng có thể quan tâm đến hướng dẫn tiếp theo này mà tôi đã thực hiện về cách sử dụng ESP32 và mô-đun bổ trợ Reflowduino32 mới thay thế!
• Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi, nhận xét hoặc quan tâm, đừng ngần ngại hỏi hoặc chia sẻ chúng!

~ Tim