Corte da estação de refluxo de ar quente SMD 858D: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Eu tenho um pequeno laboratório eletrônico, onde conserto eletrônicos quebrados e faço alguns pequenos projetos de passatempo. Como há cada vez mais coisas SMD por aí, era hora de obter uma estação de refluxo SMD adequada. Eu olhei um pouco ao redor e descobri que a 858D era uma estação muito boa por seu preço. Eu também encontrei um projeto de código aberto lançado por madworm (spitzenpfeil) em 2013 substituindo o controlador de temperatura 858D original por um micro ATmega. Como não há um guia completo, decidi escrever um. Existem 4 variantes diferentes com micros diferentes do 858D, vendidos em dezenas de marcas diferentes. O modelo atual (abril de 2017) tem um controlador MK1841D3 e é o que estou usando. Se você tiver um IC diferente, verifique o tópico original em EEVblog.comMaterials: 1x - Estação de retrabalho 858D (é claro), comprei o meu na Amazon por cerca de 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 para ATMega PCB (por manianac, então todos os créditos para ele!), OSH Park, vem em um pacote de 3, mas você só precisa de one1x - ATMega328P VQFN Package1x - LM358 ou equivalente DFN8 Package2x - resistor de 10KΩ 0805 Package2x - resistor de 1KΩ 0805 Package3x - resistor 390Ω 0805 Package1x - resistor de 100kΩ 0805 Package1x - 1MΩ resistor 0805 Package1x - 1Ω resistor 1206 Package5x - capacitor 100nF 0603 Package4x - capacitor 1µF 1206 Package2x - trímero 10KΩ 3364 Package1x - LED Cor de escolha 0608 Package1x 2x6 Cabeçalho (Programação ISP) 1x adaptador IC 20Pin

1x BC547B ou transistor equivalente

1x 10KΩ resistor com fio de 0,25 W

algum fio opcional: 1x Buzzer2x dissipadores de calor adicionais1x soquete HQ IC 20Pin1x C14 PlugImãs pequenos de neodímioArduino "Hacked" StickerTools: 858D Estação de retrabalho (sem brincadeira) Ferro de solda regular / StationScrewdrivers, tongs, tweezersMultKimetroX-Actor KnifeFerramenta de Atmel ST500 compatível com limitação de corrente do programador ST500 ou equivalente) Opcional: Tapete ESD e correia de pulsoOsciloscópio ESD BrushSolder Sucker3D PrinterIsolation TransformerPistola de cola quenteTermômetroMilling mashie or Jigsaw

Etapa 1: Monte o PCB

Se você estiver trabalhando em dispositivos sensíveis à eletrostática, sempre precisará levar você e seu circuito ao mesmo potencial elétrico para evitar danificá-lo. Antes de começar a participar da estação, você precisa montar o PCB. Comece aplicando pasta de solda (ou solda regular) às almofadas no lado superior do PCB e coloque no lugar todos os componentes SMD, plano de estoque para o lado 1:

R4 = 1MΩ 0805 Pacote

R7 = 1kΩ 0805 Pacote

R8 = 1kΩ 0805 Pacote

R9 = 10kΩ 0805 Pacote

C1 = 100nF 0603 Pacote

C6 = 100nF 0603 Pacote

C7 = 100nF 0603 Pacote

C8 = 100nF 0603 Pacote

C9 = Pacote 1µF 1206

VR1 = 10KΩ Pacote 3364

VR2 = Pacote 10KΩ 3364

D1 = LED 0608 Pacote

U2 = Pacote Atmega VQFN

Verifique novamente a polaridade de todos os componentes e faça o refluxo do PCB. Observe que nas minhas fotos o LED está na direção errada! Repita no segundo lado, plano de estoque:

R1 = 10KΩ 0805 Pacote

R2 = 390Ω 0805 Pacote

R3 = 390Ω 0805 Pacote

R5 = 100KΩ 0805 Pacote

R6 = 390Ω 0805 Pacote

C2 = Pacote 1µF 1206

C3 = 100nF 0603 Pacote

C4 = 1µF 1206 Pacote

C5 = Pacote de 1µF 1206

U1 = Pacote LM358 DFN8

Depois de limpar os resíduos do Flux, solde o conector do ISP e o adaptador do soquete IC, e faça uma ponte de solda entre o meio e a almofada identificada como "GND".

Etapa 2: Teste e Programação

A próxima etapa é testar o PCB para atalhos. A maneira mais segura de fazer isso é energizando o circuito por meio de uma fonte de alimentação de laboratório, definindo o limite de corrente para alguns mA. Se passar sem nenhum short é hora de programar o micro. Fiz minha única versão baseada em 1.47 por raihei, que pode ser baixada da minha página do GitHub. É baseado na última compilação "oficial" de madworm, que também está disponível no GitHub. Dentro do arquivo. ZIP baixado há um arquivo.ino e um arquivo.h que podem ser abertos e compilados usando ArduinoIDE ou AtmelStudio (e VisualMicro Plugin), também existem arquivos. Hex pré-compilados que podem ser carregados diretamente para o micro. Por causa disso, só é possível compilar e não fazer upload diretamente do ArduinoIDE usando o AtmelStudio. Se você quiser usar o ArduinoIDE, mostrarei como usá-lo mais tarde. Mas, independentemente do que você está usando, você deve modificar alguns valores. Os dois primeiros estão dentro do arquivo.h. As duas linhas

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Precisa ser comentado e, em vez disso, as linhas

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Tem que ser comentado (ou os valores têm que ser alterados). Em segundo lugar, estão as duas linhas CPARAM recomendadas que devem ser copiadas e substituir as duas linhas CPARAM dentro do arquivo.ino. Isso NÃO habilita o modo de detecção de corrente padrão, porque ele usa o pino A2 Instaed de A5, que é conetado incorretamente nesta placa! A última alteração é TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT no arquivo.h que define o multiplicador de temperatura. Este valor depende do tipo de estação. No modelo de 230 V deve ser em torno de 21, no modelo de 115 V em torno de 23-24. Este valor deve ser ajustado se a temperatura exibida não corresponder à medida. Eles também podem ser alterados posteriormente diretamente na estação como os valores de Velocidade do Ventilador. Depois de alterar esses valores, é hora de compilar o código.

AtmelStudio: No AtmelStudio, você pode simplesmente escolher o AtMega328 como micro, clicar no botão Compilar e fazer upload e ele deve resolver o problema. No meu caso, de alguma forma, o upload não foi feito, então tive que fazer o flash do arquivo hex manualmente.

ArduinoIDE: No ArduinoIDE, a compilação é um pouco diferente, como de costume. Em vez de simplesmente clicar no botão Upload, você precisa ir para a guia Sketch e clicar em Exportar binário compilado. Depois de mudar para a pasta do projeto, você encontrará dois arquivos hexadecimais. Um com bootloader e outro sem bootloader. Aquele sem bootloader é o que queremos. Você pode atualizá-lo usando AtmelStudio, AVRdude ou qualquer outro software compatível.

Em ambos: Depois de piscar o arquivo, você deve definir os fusíveis. Você deve alterá-los para 0xDF HIGH, 0xE2 LOW e 0xFD EXTENDET. Quando os fusíveis estão queimados, você pode desconectar o programador e o PCB.

Etapa 3: Desmontagem

Para o verdadeiro hack. Comece removendo os quatro parafusos da frente e a tampa frontal irá se soltar. O interno da estação deve ser muito semelhante ao meu. Depois de desconectar todos os fios, desparafusando os dois parafusos no PCB e o botão AIR na frente, você finalizará com o PCB vazio. No meio da placa de circuito impresso está o CI principal do controlador MK1841D3 em um pacote DIP20. É o que iria substituir neste mod. Por ser soquete você poderia apenas substituí-lo pela nova placa, mas o soquete original não se encaixava muito bem com o adaptador de soquete DIP20, então troquei-o. No PCB há mais dois DIP8 IC, o próximo ao MK1841D3 é um EEPROM serial de 2 MB. Ele também deve ser removido para que este mod funcione. O outro é apenas uma espécie de OPAmp, tem que ficar. Só por curiosidade, coloquei a EEPROM no meu Programador Universal e li em voz alta. O resultado é um arquivo binário quase vazio com apenas "01 70" nos endereços 11 e 12. Provavelmente a última temperatura definida. (Infelizmente não me lembro qual foi a última temperatura definida, mas bonita. Claro que não 170 ° C, talvez 368 ° C?) Por favor, tome cuidado para não levantar as almofadas, porque o cobre não gruda muito bem na placa de circuito impresso.

Etapa 4: Remontagem

Depois de substituir com sucesso o soquete IC e remover o EEPROM, você precisa fazer mais uma modificação, hackear o resistor de derivação para a corrente do ventilador. Há uma trilha no canto superior esquerdo do lado da solda do PCB que precisa ser modificada. Ele fica entre o C7 e o pino negativo do conector do ventilador. Depois de cortar o traço, raspar a máscara de solda e soldar no resistor de 1Ω, você precisa soldar um fio ao pino negativo da ventoinha e o outro lado à almofada de solda rotulada "FAN" no PCB da CPU. A próxima etapa opcional é adicionar a campainha. Para encaixá-lo no PCB, você precisa dobrar um pouco os fios da campainha e soldá-lo ao conector PC4. Conecte novamente todos os fios e prossiga para a próxima etapa.

Etapa 5: calibrar o sensor do ventilador

Agora é hora de ligar o novo controlador pela primeira vez e calibrar o sensor do ventilador. Perigo, você precisa trabalhar na placa de circuito impresso alimentada pela rede! Portanto, a maneira mais segura de fazer isso é energizando a estação por meio de um transformador de isolamento. Se você não tiver um, também pode desconectar a parte quente do transformador de controle do PCB principal e conectá-lo diretamente à rede elétrica, para mantê-lo longe do PCB. Continue a soldar um fio de teste ao pino positivo do LED e conecte-o a um osciloscópio. Ligue a estação mantendo o botão UP pressionado, e a estação começará no modo TESTE DE VENTILADOR. Ele ligará o ventilador e exibirá o valor bruto do ADC no visor. Gire o botão do ventilador para o mínimo e ajuste o trimmer Vref até que você tenha bons pulsos de corrente na tela do osciloscópio. Gire o potenciômetro FAN para o máximo e verifique se o comprimento de onda, mas não se a forma de onda muda. Se a forma de onda mudar, ajuste o trimmer Vref, até que você tenha os mesmos pulsos no mín e no máx. Se for bem-sucedido, desligue a estação e mova o cabo de teste do pino do LED positivo para o pino esquerdo do potenciômetro de ganho. Inicie o modo de teste de ventilador novamente e meça a tensão no cabo de teste. Ajuste o Gain Trimmer até chegar a cerca de 2, 2V na posição MAX. Agora dê uma olhada no display. O valor deve ser em torno de 900. Agora instale todos os bicos um após o outro na peça de mão e observe o valor mais alto no visor. Gire o VENTILADOR para o mínimo e você deve obter um valor em torno de 200. Tente novamente todos os seus bicos e observe o menor valor. Desligue a estação e ligue-a novamente, desta vez mantendo os dois botões pressionados. A estação começará no modo de configuração. Pressionando para cima e para baixo, você pode aumentar / diminuir o valor, pressionando ambos para alternar para o próximo ponto do menu. Vá para o ponto "FSL" (velocidade baixa do FAN) e defina-o para o valor ADC mais baixo medido (eu o defino para 150). O próximo ponto é "FSH" (alta velocidade do FAN). Defina esse como o valor ADC medido mais alto (eu o defino em 950).

Em segundo plano: na estação não há feedback de velocidade do ventilador, então se o VENTILADOR estiver bloqueado ou houver um cabo rompido, o controlador não reconhecerá uma falha do ventilador e o aquecedor pode queimar. Como o ventilador não tem saída de taco, a melhor maneira de medir a velocidade do ventilador é adicionar um resistor de derivação e medir a frequência dos pulsos de corrente. Usando um OPAmp e um filtro passa-alta e baixa, ele é convertido em uma tensão que é alimentada para o microcontrolador. Se o valor ficar abaixo ou acima dos níveis mínimo / máximo definidos, a estação não liga o aquecedor e dá um erro.

Como no meu teste o regulador de 5 V e o transistor da ventoinha esquentaram bastante, resolvi instalar pequenos dissipadores de calor em ambos. Desligue a estação e monte novamente o painel frontal.

Etapa 6: Atualizar: MOD Velocidade Máxima do Ventilador

Eu uso a estação há cerca de um ano e sempre fiquei muito feliz com ela. Eu só tive um problema: a estação precisa de muito tempo para esfriar, especialmente se você estiver soldando componentes muito pequenos usando o bocal pequeno e um fluxo de ar baixo. Então, brinquei um pouco e descobri uma maneira de tornar a velocidade do ventilador comutável via software. O mod usa um transistor para causar um curto no potenciômetro de velocidade do ventilador. A melhor maneira de realizar este hack é soldar o resistor de 10K ao pino da base, adicionar um fio e cobrir todos os cabos usando tubo retrátil. Em seguida, faça um curto-circuito nos pinos e solde-os através do orifício aos componentes existentes. Para evitar que o transistor se mova, cole-o com um pouco de cola quente. O último é conectar a base do transistor ao pino MOSI do ATmega. Eu personalize o software para trocar este pino quando a peça de mão for colocada no berço até que a ferramenta esfrie. Além disso, o teste de ventoinha usa este modo para obter uma referência estável. O software é baseado na V1.47 da RaiHei e está disponível na página My GitHub

Etapa 7: Opcional: plugue e melhore o aterramento

Para o painel traseiro. No meu caso, a estação tinha um curto cabo de alimentação simplesmente saindo do painel traseiro. Porque eu não gostei disso, decidi substituí-lo por um plugue C14. Se você quiser substituí-lo também, comece removendo desparafusando o painel traseiro. O fio azul é unido a outro fio por um pedaço curto de tubo retrátil. No pino de aterramento, há um terminal de cabo que é soldado e não frisado como deveria, então se você não substituir o fio, pelo menos refaça-o usando terminais de crimpagem. Depois de remover o fio e desparafusar o porta-fusível, é para fazer um orifício para o novo plugue. Usei minha fresadora para fresar o buraco, mas se você não tiver uma, você pode cortá-la usando uma serra de vaivém para. Reinstale e conecte o porta-fusível e o plugue. O fio terra que sai da peça de mão também tem um terminal de cabo soldado, por isso deve ser refeito. Usei terminais de cabo plano e adaptadores de terminal de parafuso para facilitar a remoção do painel frontal, se necessário. Como há tinta ao redor dos orifícios de aterramento / montagem do transformador, eles fazem uma conexão muito ruim com o gabinete. A melhor forma de consertar é removendo a tinta ao redor dos furos com lixa. Depois de reinstalar o painel traseiro, meça a resistência entre a caixa e o pino GND do plugue C14. Deve estar próximo a 0Ω.

Etapa 8: Opcional: melhore a peça de mão

Para a peça de mão. Depois de participar, vi duas coisas de que não gostei. Primeiro: a conexão entre o invólucro metálico do elemento do aquecedor e o condutor de aterramento está muito ruim. O fio é apenas enrolado em uma barra de metal soldada à carcaça de metal. Tentei soldá-los juntos, mas infelizmente a barra é feita de algum tipo de metal não soldável, então, em vez disso, preguei juntos. Segundo: na saída do fio não há alívio de tensão, então coloco uma braçadeira e aperto muito bem. Esta solução definitivamente não é a melhor, mas é pelo menos melhor do que nenhum alívio de tensão. Remonte a peça de mão.

Etapa 9: Opcional: melhorar o berço

Dentro do berço existem dois pequenos ímãs de neodímio, usados para detectar se a peça de mão está dentro do berço. Na minha estação tive alguns problemas, pois não reconhecia a ferramenta no suporte em todas as posições da ferramenta. Eu adicionei alguns ímãs adicionais ao berço usando cola quente, e os problemas foram embora. Também imprimi em 3D o porta-bico da Sp0nge disponível no Thingiverse e aparafusei no berço. Os parafusos são um pouco curtos, mas se você não os apertar demais, eles resolverão o problema.

Etapa 10: acabamento

Falta uma etapa final. Cole um adesivo "Hacked" do Arduino na estação e use-o.

Os recursos do novo controlador são:

Regulação de temperatura mais precisa

A estação não começará a aquecer se a peça de mão não estiver dentro do berço durante a inicialização

Calibração de software para temperatura disponível (pressionando ambos os botões longamente)

Modo de ar frio (pressionando ambos os botões)

Campainha

Modo de resfriamento rápido

Totalmente OpenSource (para que você possa anunciar / modificar / remover recursos com muita facilidade)

Detecção de falha de ventilador

Modo de suspensão (predefinido para 10 minutos, editável usando o parâmetro SLP)

Referências:

Tópico oficial do EEVBlog

Blog de madworm (spitzenpfeil)

Página GitHub de madworm (spitzenpfeil)

Blog do Poorman's Electronic

Porta-bico Sp0nge

Folha de Dados MK1841