Forno automatico a rifusione SMD da un tostapane economico: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

La produzione di PCB per hobby è diventata molto più accessibile. I circuiti stampati che contengono solo componenti a foro passante sono facili da saldare, ma la dimensione della scheda è in definitiva limitata dalle dimensioni del componente. Pertanto, l'utilizzo di componenti a montaggio superficiale consente un design PCB più compatto ma è molto più difficile da saldare a mano. I forni a rifusione forniscono un metodo che semplifica notevolmente la saldatura SMD. Funzionano ciclicamente attraverso un profilo di temperatura che fornisce un'escalation costante della temperatura che fonde la pasta saldante sotto i componenti a montaggio superficiale. I forni professionali a rifusione possono essere costosi, soprattutto se vengono utilizzati occasionalmente. Il mio obiettivo era creare un forno a rifusione automatico da un tostapane da 20 dollari.

Il mio piano era quello di utilizzare un motore passo-passo per ruotare il quadrante della temperatura in modo programmato che aumenterà lentamente la temperatura per sciogliere la pasta saldante. Cercherò di imitare un profilo di rifusione specifico basato sulla pasta saldante che sto usando. Una volta che il forno raggiunge una temperatura massima (punto di fusione della saldatura), il quadrante della temperatura ruoterà all'indietro per ridurre la temperatura nel forno. Tutto questo sarà controllato da un arduino e visualizzato su uno schermo OLED. L'obiettivo finale è caricare il forno con PCB e componenti, premere un singolo pulsante e saldare tutti i componenti senza alcuna regolazione o monitoraggio esterno.

Forniture

• Arduino 5V pro mini
• Motore passo-passo
• Driver del motore passo-passo A4988
• MAX31855 Termocoppia
• Schermo OLED 128x64
• 2 pulsanti da 6 mm
• Finecorsa
• 3 transistor NPN
• Alimentazione 12V
• 5 resistenze da 1K
• 4 resistori da 10K
• Bulloni e dadi M3
• viti a macchina
• dado di accoppiamento esagonale

Passaggio 1: abbattimento del forno per tostapane

Il primo passo è stato smontare il tostapane e dare un'occhiata all'interno. Questo particolare tostapane ha un quadrante di controllo della temperatura e un quadrante di controllo del timer. Il cablaggio all'interno e ad entrambi i quadranti mi era piuttosto sconosciuto, quindi ho deciso che sarebbe stato più facile aggirare ciò che era già in atto. Mi sono reso conto che un motore passo-passo potrebbe essere utilizzato per girare il quadrante. All'interno del forno può essere inserita una sonda di temperatura o una termocoppia per monitorare la temperatura. Uno schermo OLED sarebbe in grado di visualizzare dati in tempo reale inclusa la temperatura attuale. Tutti questi componenti periferici possono essere facilmente controllati da un Arduino. C'era molto spazio aperto quindi ho deciso di nascondere tutti o la maggior parte di questi componenti all'interno del forno.

A seconda del tostapane in uso, il processo di smontaggio può essere variabile. Ho dovuto prima rimuovere le viti intorno al pannello frontale. Ho quindi capovolto il forno e rimosso le viti dalla parte inferiore del pannello laterale. Da lì ho potuto accedere al cablaggio all'interno del forno.

Successivamente ho rimosso entrambe le manopole su ciascun quadrante e le ho svitate dal frontalino.

Passaggio 2: prototipo

Ora che so cosa devo progettare, è ora di iniziare a costruire un circuito. L'ho fatto in un processo additivo. Ho fatto funzionare la termocoppia, quindi ho aggiunto lo schermo, quindi ho aggiunto il motore passo-passo. Una volta che i componenti principali funzionavano, avevo bisogno di un modo per interagire con Arduino. Ho deciso di usare un paio di pulsanti. Il quadrante di controllo della temperatura sul forno che verrebbe ruotato dal motore passo-passo ruoterebbe solo di circa 300 gradi in senso orario per raggiungere la temperatura massima. Quindi quel limite dovrebbe essere codificato nel programma. Avevo anche bisogno di un modo per riportare in modo affidabile il quadrante a 0 gradi ruotando in senso antiorario. Ho pianificato di utilizzare un finecorsa per impedire al motore passo-passo di ruotare oltre 0 gradi e rischiare di danneggiare il quadrante di controllo della temperatura. Ho scoperto che il mio multitool PCB 12 in 1 è stato molto utile per la risoluzione dei problemi mentre mettevo insieme questo circuito.

Passaggio 3: perfezionare il programma

Secondo premio al concorso Build a Tool