Hack della stazione di riflusso dell'aria calda 858D SMD: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ho un piccolo laboratorio di elettronica, dove riparto componenti elettronici rotti e realizzo alcuni piccoli progetti per hobby. Poiché c'è sempre più materiale SMD là fuori, era giunto il momento di ottenere una stazione di riflusso SMD adeguata. Mi sono guardato un po' intorno e ho trovato che l'858D è un'ottima stazione per il suo prezzo. Ho anche trovato un progetto open source lanciato da madworm (spitzenpfeil) nel 2013 sostituendo il controller di temperatura 858D originale con un ATmega micro. A causa della mancanza di una guida completa, ho deciso di scriverne una. Ci sono 4 diverse varianti con diversi micro dell'858D vendute con dozzine di marchi diversi. Il modello attuale (aprile 2017) ha un controller MK1841D3, ed è quello che sto usando. Se hai un IC diverso, controlla il thread originale su EEVblog.comMateriali:1x - 858D Rework Station (ovviamente), ho preso il mio da Amazon per circa 40€ ~ USD42 3x - MK1841D3 su ATMega PCB (da manianac, quindi tutti i crediti a lui!), OSH Park, viene fornito in confezioni da 3, ma ne serve solo una1x - ATMega328P Confezione VQFN1x - LM358 o equivalente Confezione DFN82x - Resistenza da 10KΩ 0805 Confezione2x - Resistenza da 1KΩ 0805 Confezione3x - Resistenza da 390Ω 0805 Confezione1x - Resistenza da 100kΩ 0805 Confezione 1x - Resistore 1MΩ 0805 Confezione 1x - Resistenza 1Ω 1206 Confezione 5x - Condensatore 100nF 0603 Confezione 4x - Condensatore 1µF 1206 Confezione 2x - Trimmer 10KΩ 3364 Confezione 1x - LED Colore a scelta 0608 Confezione 1x collettore 2x6 (programmazione ISP) 1x adattatore presa IC 20 pin

1x BC547B o transistor equivalente

1x resistore cablato da 10KΩ 0,25W

alcuni caviOpzionale: 1x cicalino2x dissipatori di calore aggiuntivi1x presa HQ IC 20Pin1xspina C14Piccoli magneti al neodimioAdesivo "Hacked" di ArduinoStrumenti:Stazione di rilavorazione 858D (non sto scherzando)Saldatore/stazione di saldatura normaleCacciaviti, pinze, pinzetteMultimetroX-Actor CurrentProgramma ISP compatibileLimitazione di alimentazione da laboratorio o equivalente) Opzionale: tappetino ESD e cinturino da polso Oscilloscopio Pennello ESD Saldatura Ventosa Stampante 3D Trasformatore di isolamento Pistola per colla a caldo Termometro Mashie o seghetto alternativo

Passaggio 1: assemblare il PCB

Se stai lavorando su dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche, devi sempre portare te e il tuo circuito allo stesso potenziale elettrico per evitare di danneggiarlo. Prima di iniziare a prendere una parte della stazione è necessario assemblare il PCB. Inizia applicando pasta saldante (o saldatura normale) ai pad sul lato superiore del PCB e posiziona tutti i componenti SMD, piano di scorta per il lato 1:

R4= 1MΩ Pacchetto 0805

R7= 1kΩ Pacchetto 0805

R8= 1kΩ Pacchetto 0805

R9= 10kΩ Pacchetto 0805

C1= Pacchetto 100nF 0603

C6= 100nF 0603 Pacchetto

C7= 100nF 0603 Pacchetto

C8= 100nF 0603 Pacchetto

C9= Pacchetto 1µF 1206

VR1=10KΩ 3364 Pacchetto

VR2=10KΩ Pacchetto 3364

D1= Pacchetto LED 0608

U2= Pacchetto Atmega VQFN

Ricontrollare la polarità di tutti i componenti e ridisporre il PCB. Si prega di notare che nelle mie foto il LED è nella direzione sbagliata! Ripetere sul secondo lato, Piano scorte:

R1= 10KΩ Pacchetto 0805

R2= 390Ω 0805 Pacchetto

R3= 390Ω 0805 Pacchetto

R5= 100KΩ Pacchetto 0805

R6= 390Ω Pacchetto 0805

C2= Pacchetto 1µF 1206

C3= 100nF 0603 Pacchetto

C4= Pacchetto 1µF 1206

C5= Confezione 1µF 1206

U1= Pacchetto LM358 DFN8

Dopo aver rimosso i residui di Flux, saldare l'intestazione ISP e l'adattatore della presa IC e creare un ponte di saldatura tra il centro e il pad etichettato "GND".

Passaggio 2: test e programmazione

Il prossimo passo è testare il PCB per le scorciatoie. Il modo più sicuro per farlo è alimentare il circuito tramite un alimentatore da laboratorio impostando il limite di corrente a pochi mA. Se passa senza cortocircuiti è ora di programmare il micro. Ho creato la mia versione basata su 1.47 di raihei che può essere scaricata dalla mia pagina GitHub. Si basa sull'ultima build "ufficiale" di madworm, disponibile anche su GitHub. All'interno del file. ZIP scaricato c'è un file.ino e un file.h che possono essere aperti e compilati utilizzando ArduinoIDE o AtmelStudio (e VisualMicro Plugin), ci sono anche file. Hex precompilati che possono essere caricati direttamente sul micro. Perché è possibile compilare e non caricare direttamente da ArduinoIDE im utilizzando AtmelStudio. Se vuoi usare ArduinoIDE ti mostrerò come usarlo in seguito. Ma indipendentemente da ciò che stai usando, devi modificare alcuni valori. I primi due sono all'interno del file.h. Le due linee

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Hanno bisogno di essere commentati e invece le linee

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Devono essere commentati (o i valori devono essere cambiati). In secondo luogo ci sono le due linee CPARAM apprezzate che devono essere copiate e sostituite le due linee CPARAM all'interno del file.ino. Questo NON abilita la modalità di rilevamento della corrente standard, perché utilizza il pin A2 Instaed di A5, che è collegato in modo errato su questa scheda! L'ultima modifica è TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT nel file.h che imposta il moltiplicatore di temperatura. Questo valore dipende dal tipo di stazione. Sul modello a 230V dovrebbe essere intorno a 21, sul modello a 115V intorno a 23-24. Questo valore deve essere regolato se la temperatura visualizzata non corrisponde a quella misurata. Possono anche essere cambiati in un secondo momento direttamente sulla stazione come valori di Fan Speed. Dopo aver modificato quei valori, è il momento di compilare il codice.

AtmelStudio: su AtmelStudio puoi semplicemente scegliere AtMega328 come micro, premere il pulsante Compila e carica e dovrebbe fare il trucco. Nel mio caso in qualche modo non è stato caricato, quindi ho dovuto eseguire il flashing del file esadecimale manualmente.

ArduinoIDE: su ArduinoIDE la compilazione è leggermente diversa dal solito. Invece di premere semplicemente il pulsante Carica, devi andare alla scheda Schizzo e fare clic su Esporta binario compilato. Dopo essere passati alla cartella del progetto, troverai due file esadecimali. Uno con bootloader e l'altro senza bootloader. Quello senza bootloader è quello che vogliamo. Puoi eseguirne il flash utilizzando AtmelStudio, AVRdude o qualsiasi altro software compatibile.

Su entrambi: Dopo aver lampeggiato il file devi impostare i Fusibili. Devi provarli a 0xDF HIGH, 0xE2 LOW e 0xFD EXTENDET. Quando i fusibili sono bruciati, puoi scollegare il Programmatore e il PCB.

Passaggio 3: smontaggio

Al vero Hack. Inizia rimuovendo le quattro viti sulla parte anteriore e il coperchio anteriore verrà via. L'interno della stazione dovrebbe essere molto simile al mio. Dopo aver scollegato tutti i fili, svitando le due viti sul PCB e la manopola AIR sulla parte frontale si finirà con il PCB vuoto. Nel mezzo del PCB c'è il principale controller IC MK1841D3 in un pacchetto DIP20. È quello che stavamo per sostituire in questa mod. A causa della sua presa si poteva semplicemente sostituirla con la nuova scheda, ma la presa originale non si adattava molto bene con l'adattatore presa DIP20, quindi l'ho sostituita. Sul PCB ci sono altri due DIP8 IC, quello vicino al MK1841D3 è una EEPROM seriale da 2MB. Deve essere rimosso anche per far funzionare questa mod. L'altro è solo una sorta di OPAmp, deve rimanere. Solo per curiosità ho inserito l'EEPROM nel mio programmatore universale e l'ho letto. Il risultato è un file binario quasi vuoto con solo "01 70" agli indirizzi 11 e 12. Probabilmente l'ultima temperatura impostata. (Purtroppo non ricordo quale fosse l'ultima temperatura impostata, ma piuttosto sicuro non 170°C, forse 368°C?) Si prega di fare attenzione a non sollevare i pad, perché il rame non si attacca molto bene al PCB.

Passaggio 4: rimontaggio

Dopo aver sostituito con successo la presa IC e rimosso l'EEPROM, è necessario apportare un'altra modifica, hackerare il resistore di shunt per la corrente della ventola. C'è una traccia nell'angolo in alto a sinistra del lato saldato del PCB che deve essere modificata. Va tra C7 e il pin negativo dal connettore della ventola. Dopo aver tagliato la traccia, raschiato la maschera di saldatura e saldato sul resistore da 1Ω, è necessario saldare un filo al pin negativo della ventola e l'altro lato al pad di saldatura etichettato "FAN" sul PCB della CPU. Il prossimo passo facoltativo è aggiungere il cicalino. Per adattarlo al PCB è necessario piegare un po' i cavi del cicalino e saldarlo al connettore PC4. Ricollegare tutti i cavi e procedere al passaggio successivo.

Passaggio 5: calibrare il sensore della ventola

Ora è il momento di accendere il nuovo controller per la prima volta e calibrare il sensore della ventola. Pericolo, devi lavorare sulla scheda alimentata da rete! Quindi il modo più sicuro per farlo è alimentare la stazione tramite un trasformatore di isolamento. Se non ne hai uno puoi anche scollegare la parte calda del trasformatore di controllo dal PCB principale e collegarlo direttamente all'alimentazione di rete, per tenere la rete lontana dal PCB. Continua a saldare un filo di prova al pin positivo del LED e collegalo a un oscilloscopio. Accendere la stazione tenendo premuto il pulsante SU e la stazione si avvierà in modalità FAN TEST. Accenderà la ventola e visualizzerà il valore ADC grezzo sul display. Ruota la manopola della ventola al minimo e regola il trimmer Vref fino a quando non avrai dei bei impulsi di corrente sullo schermo dell'oscilloscopio. Ruotare il potenziometro FAN al massimo e verificare che la lunghezza d'onda, ma non la forma d'onda, cambi. Se la forma d'onda cambia, regolare il trimmer Vref, fino ad avere gli stessi impulsi su min e su max. Se è andato a buon fine, spegnere la stazione e spostare il puntale dal pin del LED positivo al pin sinistro del potenziometro di guadagno. Riavviare la modalità Fan-test e misurare la tensione sul puntale. Regolare il Trimmer del Guadagno fino ad ottenere circa 2, 2V in posizione MAX. Ora dai un'occhiata al display. Il valore dovrebbe essere intorno a 900. Ora installa tutti i tuoi ugelli uno dopo l'altro sul manipolo e annota il valore più alto sul display. Porta il FAN al minimo e dovresti ottenere un valore intorno a 200. Prova di nuovo tutti i tuoi ugelli e annota il valore più piccolo. Spegnere la stazione e riaccenderla, questa volta tenendo premuti entrambi i pulsanti. La stazione entrerà in modalità configurazione. Premendo su e giù è possibile aumentare/diminuire il valore, premendo entrambi si passa al punto successivo del menu. Vai al punto "FSL" (FAN speed low) e impostalo sul valore ADC misurato più basso (l'ho impostato su 150). Il punto successivo è "FSH" (alta velocità della ventola). Impostalo sul valore ADC misurato più alto (l'ho impostato su 950).

In background: Sulla stazione non c'è feedback sulla velocità della ventola, quindi se la FAN è bloccata o c'è una rottura del cavo, il controller non riconoscerà un guasto della ventola e il riscaldatore potrebbe bruciare. Poiché la ventola non ha un'uscita tachimetrica, il modo migliore per misurare la velocità della ventola è aggiungere un resistore shunt e misurare la frequenza degli impulsi di corrente. Usando un OPAmp e un filtro passa alto e passa basso viene convertito in una tensione che viene alimentata al microcontrollore. Se il valore scende al di sotto o al di sopra dei livelli min/max impostati, la stazione non accenderà il riscaldatore e darà un errore.

Poiché durante il mio test il regolatore da 5 V e il transistor della ventola si sono surriscaldati, ho deciso di installare piccoli dissipatori di calore su entrambi. Spegnere la stazione e rimontare il pannello frontale.

Passaggio 6: aggiornamento: velocità massima della ventola MOD

Uso la stazione ormai da circa un anno e ne sono sempre stato abbastanza soddisfatto. Ho avuto solo un problema: la stazione ha bisogno di parecchio tempo per raffreddarsi, specialmente se stai saldando componenti molto piccoli usando il piccolo ugello e un flusso d'aria basso. Quindi ho giocato un po' e ho trovato un modo per rendere la velocità della ventola commutabile tramite software. La mod utilizza un transistor per cortocircuitare il potenziometro della velocità della ventola. Il modo migliore per eseguire questo hack è saldare il resistore da 10K al pin della base, aggiungere un filo e coprire tutti i cavi usando un tubo termoretraibile. Quindi, accorciare un po' i pin e saldarli attraverso il foro ai componenti esistenti. Per evitare che il transistor si muova, incollalo con della colla a caldo. L'ultimo è collegare la base del transistor al pin MOSI dell'ATmega. Ho personalizzato il software per cambiare questo pin quando il manipolo viene inserito nella base fino a quando lo strumento non si è raffreddato. Anche il test della ventola utilizza questa modalità per ottenere un riferimento stabile. Il software è basato sulla V1.47 di RaiHei ed è disponibile su My GitHub Page

Passaggio 7: Opzionale: cambiare la spina e migliorare la messa a terra

Al pannello posteriore. Nel mio caso la stazione aveva un cavo di alimentazione troppo corto che usciva semplicemente dal pannello posteriore. Perché non mi è piaciuto che ho deciso di sostituirlo con una spina C14. Se vuoi sostituirlo anche tu, inizia rimuovendo svitando il pannello posteriore. Il filo blu è unito con un altro filo da un pezzo corto di tubo termoretraibile. Sul pin di terra c'è un capocorda che è saldato e non crimpato come dovrebbe, quindi se non sostituisci il filo, almeno rifarlo usando capicorda. Dopo aver rimosso il filo e svitato il portafusibile, è necessario praticare un foro per la nuova spina. Ho usato la mia fresatrice per fresare il foro, ma se non ne hai uno puoi ritagliarlo usando un seghetto alternativo. Reinstallare e cablare il portafusibili e la spina. Anche il filo di terra proveniente dal manipolo ha un capocorda saldato, quindi deve essere rifatto. Ho usato capicorda piatti e adattatori per terminali a vite per rendere più facile la rimozione del pannello frontale se necessario. A causa della vernice intorno ai fori di montaggio di messa a terra / trasformatore, creano una connessione piuttosto scadente con il case. Il modo migliore per risolverlo è rimuovere la vernice attorno ai fori usando carta abrasiva. Dopo aver reinstallato il pannello posteriore, misurare la resistenza tra la custodia e il pin GND della spina C14. Dovrebbe essere vicino a 0Ω.

Passaggio 8: Opzionale: Migliora il manipolo

Al manipolo. Dopo averne preso una parte ho visto due cose che non mi sono piaciute. Primo: il collegamento tra il guscio metallico dell'elemento riscaldante e il cavo di terra è molto scadente. Il filo è semplicemente avvolto attorno a una barra di metallo saldata al guscio di metallo. Ho provato a saldarlo insieme, ma sfortunatamente la barra è fatta di una sorta di metallo non saldabile, quindi l'ho invece crimpata insieme. Secondo: sull'uscita del cavo non c'è un serracavo, quindi ho messo una fascetta per cavi e l'ho serrata molto bene. Questa soluzione non è sicuramente la migliore, ma è almeno migliore di nessun pressacavo. Rimontare il manipolo.

Passaggio 9: Opzionale: Migliora la culla

All'interno della culla sono presenti due piccoli magneti al neodimio, utilizzati per rilevare che il manipolo è all'interno della culla. Sulla mia stazione ho avuto dei problemi, perché non riconosceva l'utensile nella culla in ogni posizione dell'utensile. Ho aggiunto alcuni magneti aggiuntivi alla culla usando la colla a caldo e i problemi sono scomparsi. Ho anche stampato in 3D il portaugello di Sp0nge disponibile su Thingiverse e l'ho avvitato alla culla. Le viti sono un po' corte, ma se non le stringi troppo faranno il trucco.

Passaggio 10: finitura

Manca un ultimo passaggio. Attacca un adesivo Arduino "Hacked" alla stazione e usalo.

Le caratteristiche del nuovo controller sono:

Regolazione della temperatura più accurata

La stazione non inizierà a riscaldarsi se il manipolo non è all'interno della base durante l'accensione

Calibrazione software per la temperatura disponibile (premendo a lungo entrambi i pulsanti)

Modalità aria fredda (premendo brevemente entrambi i pulsanti)

Cicalino

Modalità di raffreddamento rapido

Completamente OpenSource (così puoi aggiungere/modificare/rimuovere funzionalità molto facilmente)

Rilevamento guasto ventola

Modalità Sleep (preimpostata a 10 minuti, modificabile tramite parametro SLP)

Riferimenti:

Thread ufficiale EEVBlog

Blog di madworm (spitzenpfeil)

Pagina GitHub di madworm (spitzenpfeil)

Il blog di Poorman's Electronic

Portaugello di Sp0nge

Scheda tecnica MK1841