Pečica za pretakanje DIY z Reflowduino: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Reflowduino je večnamenska krmilna plošča, združljiva z Arduinom, ki sem jo osebno oblikoval in izdelal, in lahko zlahka spremeni opekač za kruh v pečico za ponovno polnjenje PCB! Odlikuje ga vsestranski mikroprocesor ATmega32u4 s programskim vmesnikom micro USB, vgrajen vmesnik termoelementov tipa MAX31855 K s filtriranjem hrupa, nizkoenergijski Bluetooth (BLE 4.0) za enostavno komunikacijo z mobilno napravo, polnjenje baterije LiPo in indikacija stanja, izbirna trdna državni rele in piezo zvočni signal za predvajanje vaših najljubših tematskih pesmi. Še bolje, vse to sem izdal kot popolnoma odprtokodno, v katerem lahko uživajo vsi, vključno z datotekami EAGLE PCB, vzorčno kodo Arduino IDE, vzorčno aplikacijo Android za nadzor Bluetooth in popolnimi vajami o tem, kako spremeniti opekač za opekač, da začnete kuhati '!

Če želite naročiti Reflowduino ali Sidekick relejni modul, obiščite mojo spletno stran!

Za popolno dokumentacijo, izvorne datoteke, sheme in izčrpnejše informacije o Reflowduinu obiščite uradno stran Github tukaj.

Zdaj pa začnimo!

Korak: Zberite svoje dele

Seznam delov

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + polprevodniški rele (uporabljal bom relejni modul Sidekick)
• Termoelement tipa K (vključen v Reflowduino)
• Vir napajanja Reflowduino: LiPo baterija, 5V mikro USB (iz prenosnika ali adapterja) ali oboje!
• Opekač peči ALI kuhalna plošča (to opekač s 1100 W sem uporabil, ko je bil približno 20 USD)
• Izvijač (za ločevanje opekača za kruh)
• Majhen izvijač z ravno glavo (za vijačne sponke)
• Pametni telefon ali naprava, ki podpira Bluetooth. Trenutno je na voljo samo različica aplikacije za Android
• Izbirno: prenosni računalnik za zbiranje in grafiranje podatkov v realnem času prek Excela! Če želite, da bo Reflowduino povezan z prenosnim računalnikom prek mikro USB -ja.

Naslednji predmeti so potrebni le, če želite veliko prilagoditi konstrukciji pečice (v večini primerov ni potrebna):

• Rezalniki žice
• Spajkalnik in spajkanje
• 14-18 AWG žica (z nasedlo žico je lažje ravnati)
• Termo skrčljive cevi primerne velikosti za izolacijo žic. Odvisno od vaše nastavitve.
• Zaščitna očala (bodite varni, tukaj imamo opravka z omrežno napetostjo!)
• Rokavice (pločevina toaster peči je lahko ostra in povožena z vijaki, ki štrlijo povsod!)

Zavrnitev odgovornosti: Če ste začetnik v elektroniki ali nimate ustreznih izkušenj pri delu z omrežno napetostjo, predlagam, da se z njo ne zapletate, se posvetujete s strokovnjakom ali nadaljujete z učenjem, dokler niste dovolj usposobljeni. ! Ne odgovarjam za kakršne koli napake, ki bi lahko nastale zaradi zlorabe PCB -ja Reflowduino ali z njim povezanih komponent in električnega sistema (vključno z električnim napajanjem, odklopnimi ploščami itd.). Po potrebi upoštevajte vse varnostne ukrepe. Poleg tega ni priporočljivo, da za preoblikovanje PCB uporabljate isti aparat kot za kuhanje hrane za porabo. To lahko povzroči zastrupitev s hrano, še posebej, če za svoje PCB -je uporabljate svinčeno spajkanje. Za svoja dejanja ste v celoti odgovorni in jih izvajate na lastno odgovornost!

Kot rečeno, DIY away my friends … lepo se imejte in ostanite varni!

Reflowduino & Sidekick

OPOMBA: Zdaj je na voljo tudi dodaten modul z imenom "Reflowduino32" za razvojno ploščo ESP32 za brezžično krmiljenje pečice za ponovno polnjenje. Za celotno dokumentacijo si oglejte stran Reflowduino Github, pa tudi to vadnico za predelavo peči ESP32!

Najprej obstajata dve različici programa Reflowduino: Basic in Pro, in glede na vašo aplikacijo boste morda želeli izbrati eno ali drugo. Nato sem naredil priročen polprevodniški relejni modul, imenovan Solid-State Sidekick, ki za vas obravnava vso omrežno napeljavo in popolnoma odpravi potrebo po spajkanju. Napravo preprosto priključite neposredno na Sidekick, pa tudi na dve relejski vhodni žici iz Reflowduina in ste pripravljeni!

Spodaj je povzetek razpoložljivih možnosti:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Solid-State Sidekick
3. Reflowduino Basic + drugi polprevodniški rele (izberite svojega)
4. Druga plošča, združljiva z Arduinom + vmesnik termoelementa + termoelement + modul Bluetooth + polprevodniški pomožni vmesnik (ali drug rele) + "nahrbtnik" LiPo baterije (neobvezno)

Prva možnost prihaja z relejem, ki je že nameščen na vozilu Reflowduino. To je vsestranska dobra možnost za upravljanje katere koli generične opekače za kruh ali kuhalne plošče, še posebej, če želite žice spajkati sami in prihraniti nekaj denarja.

Druga možnost je daleč najlažja (in najvarnejša) in ne zahteva spajkanja ali spreminjanja aparata, razen če si tega res ne želite, ker ima relejni modul Sidekick polprevodniški rele in vse, kar morate storiti. preprosto povežite stvari z njim tako, da jih priključite. Da, prav ste me slišali! To pomeni, da lahko upravljate katero koli opekač kruha, ne da bi ga sploh odprli!

Tretja možnost je, če bi raje izbrali svoj polprevodniški rele, morda z večjo kapaciteto toka ali iz katerega koli drugega razloga, na primer konfiguracijo montaže po meri (kdo ve?).

Zadnja možnost je za tiste, ki bi morda že imeli veliko delov in bi radi kaj hitro sestavili, ne da bi kupili nekaj novega, kar je tudi v redu! Arduino lahko uporabite skupaj z nečim, kot je ta odklopna plošča termoelementov in seveda sam termoelement. Če želite uporabljati predstavitveno aplikacijo, potrebujete tudi modul Bluetooth HM-10, razen če želite izpustiti brezžično komunikacijo in se držati grafičnega prikaza podatkov v Excelu prek računalnika. Upoštevajte, da boste morali glede na izbrane dele morda spremeniti demo kodo, da bo ustrezala vašim potrebam.

Viri:

• Kliknite tukaj za hitre specifikacije Reflowduino.
• Kliknite tukaj za opis izpisov Reflowduino

Polprevodniški rele

Če uporabljate Reflowduino Pro, lahko ta razdelek preskočite, če pa uporabljate Reflowduino Basic, boste morali pridobiti Sidekick ali izbrati svoj relejni modul. Ko izbirate svojega, preverite naslednje:

• Tip releja: mora biti polprevodniški, ne le običajni kontaktni rele. Morda se boste lahko izognili običajnemu releju za našo posebno aplikacijo (ker bomo uporabljali časovno proporcionalno kontrolo, ne neprekinjeno PWM), vendar to ni zagotovljeno ali priporočljivo. Prav tako boste vsakič, ko se preklopi, zaslišali "klik" releja, kar je lahko nadležno.
• Opto-izolacija: za varnost poiščite optično izolirano. To pomeni, da ste lahko prepričani, da vaš Arduino ne bo prekinil 120V/240VAC!
• Krmilna napetost: mora biti združljiva s 3.3V ali 5V
• Izhodna ocena: mora obravnavati količino toka, ki ga bo uporabljala vaša naprava. za kateri koli ameriški aparat (ki se uporablja zakonito) je 15A/120VAC vse, kar boste kdaj potrebovali od odklopa odklopnikov pri 15A.

Optoizolirani polprevodniški rele Reflowduino Pro ima krmilno napetost 3-15VDC in z ustreznim konvekcijskim hlajenjem zmore do 25A/240VAC. V normalnih okoliščinah lahko prenese 10A/240VAC ali 20A/120VAC, kar bo dovolj za vse ameriške aparate in bi moralo biti primerno za večino naprav 240VAC.

Viri:

Tehnični list Reflowduinovega polprevodniškega releja PF240D25R

Pečica za opekač kruha ali kuhalna plošča

Pri izbiri opekača je pomembno, da izberete tisto, ki je primerne velikosti za vašo uporabo, saj je manjša enaka večji učinkovitosti v smislu segrevanja! Vendar pa bodo delovali tudi večji, samo preverite ocene in se prepričajte, da niso popolne smeti. Osebno sem ga kupil pri Walmartu za približno 21 USD z davkom, ko je bil v prodaji.

Prav tako je dobro, da se prepričate, da boste imeli ploščat kovinski pladenj, na katerem bo ležala tiskana vezja. Številne opekače za kruh (vključno s tistim, ki sem ga kupil!) So opremljene s pladnji, na katerih so izbokline in vzorci žara, kar vsekakor ni idealno za pretakanje PCB -ja, ker povzroča toplotne neenakomernosti po tiskanem vezju. Vendar sem imel srečo, ker je pladenj za kapljanje bil popoln za tisto, kar sem potreboval, zato sem samo vrgel kovinski žar in ponev, s katerim je prišel.

Za vroče plošče je enako pomembno, da izberete eno z ravno površino. Večina kuhalnih plošč ima v sredini vdolbino okrogle oblike, kar ni zaželeno, zato poskusite zmanjšati to površino, da boste imeli kar največ uporabnega prostora za namestitev tiskanih vezij. Prav tako izberite vročo ploščo, ki ima samo en gumb (nadzor temperature), ker vam na ta način ne bo treba niti odpreti, da bi popravili ožičenje!

Za več informacij o tej temi obiščite wiki stran Github.

Korak: Povežite se

Zdaj, ko imate dele, je čas, da vse povežete! Toaster opečemo na veliko načinov, zato poslušajte in preberite prej omenjeno izjavo o omejitvi odgovornosti!

Vroče plošče

Za vsako napravo je glavno načelo, da preklopite napetostni kabel napajalnega kabla tako, da rele postavite v niz z žico pod napetostjo in po potrebi zaobidete krmilne gumbe aparata. Za vroče plošče z enim gumbom za nastavitev temperature vam niti ni treba prilagajati same kuhalne plošče; gumb lahko preprosto obrnete na HIGH (največja nastavitev) in že ste pripravljeni! To zagotavlja napajanje vroče plošče (stik znotraj vroče plošče se zapre), ko je rele vklopljen.

Pri trajni namestitvi lahko prerežete napajalni kabel in ga razmaknete ali pa to storite s stikov napajalnega kabla. Še enkrat, vedno dobro izolirajte vse povezave. Sledite splošni shemi na prvi sliki in pripravljeni boste na preoblikovanje!

Upoštevajte, da sem samo za testiranje uporabil sponke iz aligatorja in drug napajalni kabel (z aligatorskimi sponkami na koncih). To ni priporočljivo in ga je treba uporabiti le za začasno testiranje. Za trajnejšo namestitev morate spajkati in izolirati vse ali uporabiti Sidekick, da vse priključite.

Toaster pečice

Toaster pečice se upravljajo po popolnoma enakem konceptu kot kuhalna plošča, saj jih običajno lahko upravljate, ne da bi se dotaknili ožičenja, tako da preprosto povečate temperaturni gumb, nastavite na "Bake", tako da sta vklopljeni obe grelni nitki in izklopi časovnik. Odvisno od opekača za kruh imate lahko tudi funkcijo »Ostani vklopljen«, zato vam ni treba skrbeti, da se bo časovnik iztekel!

Če pa ga kljub temu želite razstaviti, prilagodite ožičenje, da zaobidete gumbe in v imenu znanosti dodate kontrole po meri, še vedno lahko! Na srečo, tudi če ga želite razstaviti, je splošno načelo še vedno zelo preprosto: morate odklopiti vse gumbe, ki so povezani z napeljavo, in pritrditi vse grelne niti na napeljavo, tako da se vklopijo s polno močjo. ko priključite napajalni kabel v steno.

V tem navodilu si ne bom vzel časa za to, vendar lahko vidite, kako sem na svojem wikiju Github prilagodil toaster.

3. korak: Namestitev programske opreme

Zdaj, ko ste nastavili vso strojno opremo, poglejmo, kako nastaviti programsko opremo.

Nastavitev aplikacije

Oglejte si ta navodila o tem, kako namestite demo aplikacijo Reflowduino in kako uvozite shranjene podatke v Excel iz aplikacije.

Kratek povzetek:

• Aplikacija je trenutno samo za Android in je popolnoma odprtokodna!
• Aplikacija prikazuje temperaturo v realnem času in jo prikaže, ko se začne postopek preoblikovanja.
• Aplikacija shrani tudi podatke, ko je postopek preoblikovanja končan ali prekinjen, podatke pa je mogoče uvoziti v Excel za analizo!

Namestitev Arduino IDE

Oglejte si ta navodila za nastavitev Arduino IDE in namestitev potrebnih knjižnic.

Kratek povzetek:

• Naložite kodo "Reflowduino_Demo", izberite "Adafruit Feather 32u4" pod Orodja -> Plošče v Arduino IDE.
• Sestavite ga samo zato, da se prepričate, ali so vse knjižnice pravilno nameščene.
• Naložite kodo v Reflowduino in ne pozabite, da boste morda morali pritisniti gumb za ponastavitev na Reflowduino, če IDE Arduino začne iskati vrata.

Reflowduino Demo

Oglejte si ta navodila za uporabo demo kode Reflowduino.

Kratek povzetek:

• Demo skica Reflowduino omogoča, da vaš Reflowduino deluje skupaj z demo aplikacijo prek Bluetootha.
• Reflowduino odčita temperaturo s termoelementa in vsake 2 sekundi pošlje podatke v aplikacijo prek Bluetootha.
• Reflowduino uporablja krmiljenje časovnega sorazmerja PID za nadzor polprevodniškega releja med postopkom reflow.
• Za samostojno delovanje komentirajte vrstico z "while (! Serial) delay (1);" ki čaka na vzpostavitev serijske povezave, preden zažene dejansko kodo.
• Reflowduino lahko nastavite kot tipkovnico, tako da spremenljivko "enableKeyboard" nastavite na true na vrhu skice za uporabo s to predstavitveno datoteko Excel. Tako bo Reflowduino v realnem času "vnesel" podatke v Excel, ko bo povezan prek USB -ja. Prepričajte se le, da je vaš kazalec, ko začnete postopek preoblikovanja, v prvi razpoložljivi celici (A2) v Excelu!

Demo videi

• Ta video prikazuje podatke, ki jih Reflowduino vnese v Excel.
• Ta video prikazuje splošno delovanje aplikacije in strojne opreme z opekačem kruha.
• Ta videoposnetek prikazuje, kaj se zgodi na koncu postopka preoblikovanja.

Viri

• Na Githubu lahko vedno najdete najnovejšo kodo Arduino in predstavitveno datoteko Excela za vnos podatkov v realnem času
• Na Githubu najdete tudi najnovejše datoteke aplikacij za Android

4. korak: Rezultati in zaključki

Rezultati

Priloženih je nekaj bližnjih plošč, ki sem jih prerazporedil z uporabo Reflowduino, in nekaj nizkotemperaturne spajkalne paste s temperaturo preplavljenja nastavljeno na 155 ° C (zdi se, da se ta spajkalna pasta preplavi pri nižji temperaturi od priporočenih 165 ° C in Opazil sem, da se je gibanje pretoka začelo pojavljati pri okoli 125 ° C in ne pri oglaševani 138 ° C "temperaturi taljenja"). Spajkalni spoji so bili popolni in nič boljšega nisem mogel zahtevati!

Izdelava lastnih desk

Oblikovanje tiskanih vezij: Za oblikovanje tiskanih vezij osebno uporabljam Autodesk EAGLE, ki je brezplačno, a močno orodje, ki vam omogoča hitro ustvarjanje kakovostnih tiskanih vezij! Ima tudi nekaj res kul funkcij, kot je sinhronizacija 3D modelov vašega tiskanega vezja v in iz Fusion 360.

Prototipi PCB: Za hitre in cenovno ugodne prototipe sem našel OSH Park, ki ponuja najboljšo kakovost. Uporabljajo postopek brez svinca, imenovan ENIG, ki v resnici pozlači kontakte, tako da bodo videti zelo dolgo!

Sestavljanje tiskanih vezij: Uporabite svoj Reflowduino za sestavljanje plošč!

Sklepi

Na splošno je Reflowduino popolna strojna oprema za krmiljenje katere koli opekačice ali kuhalne plošče! Z Reflowduino Pro lahko naredite popolnoma funkcionalno pečico za ponovno polnjenje z vsemi zvončki in piščalkami za nekaj več kot 100 USD (s toasterjem za 20 USD). Še nekaj tehničnih pripomb si lahko ogledate tukaj.

Če vam je bil ta projekt všeč, komentirajte spodaj in ne oklevajte in postavljajte vprašanja, dajte predloge ali podajte konstruktivne povratne informacije! Če želite videti nekaj narejenega, se najprej obrnite na seznam opravkov za izboljšave, o katerih že razmišljate. Trenutno zbiram stvari za začetek kampanje Indiegogo, zato prosim razširite besedo!

Še enkrat hvala za vso podporo in tega ne bi mogel storiti brez vseh tistih, ki so vložili svoja prizadevanja z vsemi!

• Če vam je bil ta projekt všeč, ga delite, dodajte srce in glasujte za Reflowduino!
• Če ponovite ta projekt, delite svoje rezultate in morebitne nasvete, ki bi drugim koristili!
• Morda vas bo zanimala tudi naslednja vadnica o uporabi ESP32 in namesto tega novega dodatnega modula Reflowduino32!
• Če imate kakršna koli vprašanja, pripombe ali pomisleke, jih vprašajte ali jih delite!

~ Tim