858D SMD Hot Air Reflow Station Hack: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Jag har ett litet elektroniskt labb, där jag reparerar trasig elektronik och gör några små hobbyprojekt. Eftersom det finns fler och fler SMD -saker där ute, var det dags att skaffa en ordentlig SMD -återflödestation. Jag tittade lite runt och fann att 858D var en mycket bra station för sitt pris. Jag hittade också ett projekt med öppen källkod som lanserades av madworm (spitzenpfeil) 2013 och ersatte den ursprungliga 858D -temperaturkontrollen med en ATmega micro. Eftersom det inte finns någon komplett guide bestämde jag mig för att skriva en. Det finns 4 olika varianter med olika mikron av 858D där ute som säljs under dussintals olika märken. Den nuvarande modellen (april 2017) har en MK1841D3 -kontroller, och det är den jag använder. Om du har en annan IC, kolla in originaltråden på EEVblog.comMaterial: 1x - 858D Rework Station (naturligtvis), jag fick min från Amazon för cirka 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 till ATMega PCB (av manianac, så alla krediter till honom!), OSH Park, kommer i paket med 3, men du behöver bara ett1x - ATMega328P VQFN -paket1x - LM358 eller motsvarande DFN8 -paket2x - 10KΩ -motstånd 0805 -paket2x - 1KΩ -motstånd 0805 -paket3x - 390Ω -motstånd 0805 -paket1x - 100kΩ motstånd 0805 Package1x - 1MΩ motstånd 0805 Package1x - 1Ω resistor 1206 Package5x - 100nF kondensator 0603 Package4x - 1µF kondensator 1206 Package2x - 10KΩ trimer 3364 Package1x - LED valfri färg 0608 Package1x 2x6 Header (ISP Programming) 1x IC socket adapter 20Pin

1x BC547B eller motsvarande transistor

1x 10KΩ 0,25W trådmotstånd

några WireOptional: 1x summer2x extra kylflänsar1x HQ IC-uttag 20Pin1x C14 PlugSmå neodymmagneterArduino "hackad" klistermärke Verktyg: 858D Rework Station (skämtar inte) Vanligt lödkolv / station Skruvmejslar, tångar, pincetterMultimeterX-Actor KnifeLaborator StrömförsörjningKonfigurator Strömtillförsel5 eller motsvarande) Valfritt: ESD -matta och handledsrem OscilloskopESD -borste Lödsucker3D -skrivare Isoleringstransformator Varmlimpistol Termometer Fräsning mashie eller Jigsaw

Steg 1: Montera kretskortet

Om du arbetar med elektrostatiska känsliga enheter måste du alltid ta dig och din krets till samma elektriska potential för att undvika att skada den. Innan du börjar ta del av stationen måste du montera kretskortet. Börja med att applicera lödpasta (eller vanligt löd) på plattorna på kretskortets ovansida och lägg på plats alla SMD -komponenter, lagerplan för sida 1:

R4 = 1MΩ 0805 Förpackning

R7 = 1kΩ 0805 Förpackning

R8 = 1kΩ 0805 Förpackning

R9 = 10kΩ 0805 Förpackning

C1 = 100nF 0603 -paket

C6 = 100nF 0603 -paket

C7 = 100nF 0603 -paket

C8 = 100nF 0603 paket

C9 = 1µF 1206 -paket

VR1 = 10KΩ 3364 -paket

VR2 = 10KΩ 3364 -paket

D1 = LED 0608 -paket

U2 = Atmega VQFN -paket

Dubbelkontrollera polariteten hos alla komponenter och fyll på kretskortet. Observera, på mina bilder är lysdioden i fel riktning! Upprepa på andra sidan, Stockplan:

R1 = 10KΩ 0805 Förpackning

R2 = 390Ω 0805 Förpackning

R3 = 390Ω 0805 Förpackning

R5 = 100KΩ 0805 Förpackning

R6 = 390Ω 0805 Förpackning

C2 = 1µF 1206 -paket

C3 = 100nF 0603 -paket

C4 = 1µF 1206 -paket

C5 = 1µF 1206 -paket

U1 = LM358 DFN8 -paket

Efter rengöring av Flux -resterna, löd på ISP -huvudet och IC -uttaget och gör en lödbrygga mellan mitten och den "GND" -märkta plattan.

Steg 2: Testning och programmering

Nästa steg är att testa kretskortet för genvägar. Det säkraste sättet att göra det är genom att driva kretsen över en laboratorieförsörjning och ställa in strömgränsen till några mA. Om det passerar utan några shorts är det dags att programmera mikro. Jag gjorde min enda version baserad på 1.47 av raihei som kan laddas ner från min GitHub -sida. Den är baserad på madworms senaste "officiella" version, som också finns på GitHub. Inuti den nedladdade. ZIP -filen finns en.ino -fil och en.h -fil som kan öppnas och kompileras med ArduinoIDE eller AtmelStudio (och VisualMicro Plugin), det finns också förkompilerade. Hex -filer som kan laddas upp direkt till mikro. På grund av det är det bara möjligt att kompilera och inte ladda upp direkt från ArduinoIDE im med AtmelStudio istället. Om du vill använda ArduinoIDE visar jag dig hur du använder det senare. Men oberoende av vad du använder måste du ändra vissa värden. De två första finns i.h -filen. De två raderna

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Måste kommenteras och istället raderna

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Måste kommenteras i (eller värdena måste ändras). För det andra är de två berömda CPARAM -linjerna som måste kopieras och ersätta de två CPARAM -linjerna inuti.ino -filen. Detta möjliggör INTE läget Standard Current sense, eftersom det använder pin A2 Instaed på A5, vilket är felaktigt på detta kort! Den senaste ändringen är TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT i.h -filen som ställer in temperaturmultiplikatorn. Detta värde beror på typ av station. På 230V-modellen ska det vara runt 21, på 115V-modellen runt 23-24. Detta värde måste justeras om den visade temperaturen inte matchar den uppmätta. De kan också chansas senare direkt på stationen som fläkthastighetsvärden. Efter att ha ändrat dessa värden är det dags att kompilera koden.

AtmelStudio: På AtmelStudio kan du helt enkelt välja AtMega328 som mikro, klicka på knappen Kompilera och ladda upp och det borde göra susen. I mitt fall laddades det inte upp på något sätt så jag var tvungen att blinka hex -filen manuellt.

ArduinoIDE: På ArduinoIDE är kompilering lite annorlunda som vanligt. Istället för att helt enkelt trycka på uppladdningsknappen måste du gå till fliken Skiss och klicka på Exportera kompilerad binär. Efter att ha bytt till projektmappen hittar du två hex -filer. En med bootloader och den andra utan bootloader. Den utan bootloader är den vi vill ha. Du kan blinka med AtmelStudio, AVRdude eller någon annan kompatibel programvara.

På båda: Efter att filen har blinkat måste du ställa in säkringarna. Du måste chansa dem till 0xDF HIGH, 0xE2 LOW och 0xFD EXTENDET. När säkringarna är brända kan du koppla bort programmeraren och kretskortet.

Steg 3: Demontering

Till det riktiga hacket. Börja med att ta bort de fyra skruvarna på framsidan, så lossnar frontluckan. Interiören på stationen ska se mycket ut som min. När du har kopplat bort alla trådar, skruvar du loss de två skruvarna på kretskortet och AIR -ratten på framsidan slutar du med det tomma kretskortet. I mitten av kretskortet finns huvud MK1841D3 -styrenhetens IC i ett DIP20 -paket. Det var den som skulle ersätta i denna mod. Eftersom det är uttag kan du bara byta ut det mot det nya kortet, men det ursprungliga uttaget passade inte så bra med DIP20 -uttaget, så jag bytte ut det. På kretskortet finns ytterligare två DIP8 IC, den bredvid MK1841D3 är en 2MB serie EEPROM. Det måste också tas bort för att få denna mod att fungera. Den andra är bara en slags OPAmp, den måste stanna. Av nyfikenhet lade jag in EEPROM i min universella programmerare och läste upp den. Resultatet är en nästan tom binär fil med bara "01 70" på adress 11 och 12. Förmodligen den sista inställda temperaturen. (Tyvärr kommer jag inte ihåg vad den senaste inställda temperaturen var, men ganska Visst inte 170 ° C, kanske 368 ° C?) Var försiktig så att du inte lyfter kuddarna, eftersom koppar inte fastnar särskilt bra på kretskortet.

Steg 4: Montering igen

Efter att du framgångsrikt har bytt ut IC -uttaget och tagit bort EEPROM måste du göra ytterligare en ändring, hacka in shuntmotståndet för fläktströmmen. Det finns ett spår i det övre vänstra hörnet på lödsidan av kretskortet som måste ändras. Den går mellan C7 och den negativa stiftet från fläktkontakten. Efter att ha klippt av spåret, skrapat av lödmasken och lödt på 1Ω -motståndet, måste du löd en tråd till den negativa fläktstiftet och den andra sidan till den "FAN" -märkta lödkudden på CPU -kretskortet. Nästa valfria steg är att lägga till summern. För att montera den på kretskortet måste du böja summerns ledningar lite och lödda den till PC4 -kontakten. Anslut alla ledningar och fortsätt till nästa steg.

Steg 5: Kalibrera fläktsensor

Nu är det dags att slå på den nya styrenheten för första gången och kalibrera fläktsensorn. Fara, du måste arbeta med nätkortet! Så det säkraste sättet att göra det är genom att driva stationen över en isoleringstransformator. Om du inte har en kan du också koppla bort den heta delen av styrtransformatorn från huvudkortet och koppla den direkt till elnätet för att hålla nätet borta från kretskortet. Fortsätt att lödda en testkabel till den positiva pinnen på lysdioden och anslut den till ett oscilloskop. Slå på stationen genom att hålla ned UP -knappen och stationen startar i FAN TEST -läge. Det kommer att slå på fläkten och visa det råa ADC -värdet på displayen. Vrid fläktknappen till minimum och justera Vref -trimmern tills du har fina strömpulser på oscilloskopskärmen. Vrid FAN -potentiometern till max och kontrollera att det finns våglängd, men inte vågformen ändras. Om vågformen ändras, justera Vref -trimmern tills du har samma pulser på min och max. Om det lyckades vända på stationen och flytta testkabeln från den positiva LED -stiftet till vänster stift på förstärkningspotentiometern. Starta fläkttestläget igen och mät spänningen på testledningen. Justera förstärkningstrimmern tills du får cirka 2, 2V på MAX -läge. Ta nu en titt på displayen. Värdet bör vara cirka 900. Installera nu allt ditt munstycke efter varandra på handstycket och notera det högsta värdet på displayen. Vrid fläkten till ett minimum så får du ett värde på cirka 200. Testa igen alla dina munstycken och notera det minsta värdet. Stäng av stationen och slå på den igen, den här gången håll båda knapparna intryckta. Stationen startar till inställningsläge. Genom att trycka upp och ner kan du öka/minska värdet, genom att trycka på båda växlar du till nästa menypunkt. Gå till punkten "FSL" (FAN -hastighet låg) och ställ in det till det lägsta uppmätta ADC -värdet (jag ställer in det på 150). Nästa punkt är "FSH" (FAN -hastighet hög). Ställ in den till det högsta uppmätta ADC -värdet (jag ställde in den till 950).

I bakgrunden: På stationen finns ingen fläkthastighetsåterkoppling, så om fläkten är blockerad eller det finns ett kabelbrott känner regulatorn inte av ett fläktfel och värmaren kan brinna igenom. Eftersom fläkten inte har någon tacho -utgång är det bästa sättet att mäta fläkthastigheten att lägga till ett shuntmotstånd och mäta frekvensen för de aktuella pulserna. Med en OPAmp och ett hög- och lågpassfilter omvandlas det till en spänning som matas in i mikrokontrollen. Om värdet går under eller över de inställda min/max -nivåerna slår stationen inte på värmaren och ger ett fel.

Eftersom mitt test på 5V -regulatorn och fläkttransistorn blev ganska varmt bestämde jag mig för att installera små kylflänsar till dem båda. Stäng av stationen och sätt ihop frontpanelen igen.

Steg 6: Uppdatering: Maximum FAN Speed MOD

Jag har använt stationen nu sedan ungefär ett år och var alltid ganska nöjd med den. Jag hade bara ett problem: stationen behöver ganska lång tid för att svalna speciellt om du lödder mycket små komponenter med det lilla munstycket och det låga luftflödet. Så jag lekte lite och hittade ett sätt att göra fläkthastigheten omkopplingsbar via programvara. Moden använder en transistor för att korta ut fläkthastighetspotentiometern. Bästa sättet att utföra detta hack är att löda 10K -motståndet till basstiftet, lägga till en tråd och täcka alla ledningar med krympslang. Korta sedan ner stiften lite och löd dem genom hålet till de befintliga komponenterna. För att skydda transistorn från att röra sig, limma fast den med lite hett lim. Det sista är att ansluta transistorbasen till MOSI -stiftet på ATmega. Jag anpassade programvaran för att byta denna stift när handstycket sätts i hållaren tills verktyget har svalnat. Även fläkttestet använder det här läget för att få en stabil referens. Programvaran är baserad på RaiHeis V1.47 och är tillgänglig på Min GitHub -sida

Steg 7: Valfritt: Chanche Plug och Förbättra jordning

Till bakpanelen. I mitt fall hade stationen en kort strömkabel som helt enkelt gick ut från bakpanelen. Eftersom jag inte gillade att jag bestämde mig för att ersätta det med en C14 -kontakt. Om du vill byta ut det också, börja med att ta bort skruven på bakpanelen. Den blå tråden är sammanfogad med en annan tråd genom en till kort bit av krymprör. På jordstiftet finns en kabelsko som är lödad och inte krympad som den borde, så om du inte byter ut tråden, gör åtminstone om den med krympskor. Efter att ha tagit bort tråden och skruvat loss säkringshållaren är det att göra ett hål för den nya kontakten. Jag använde min fräs för att fräsa ut hålet, men om du inte har en kan du klippa ur den med en sticksåg till. Sätt tillbaka och anslut säkringshållaren och kontakten. Jordtråden som kommer från handstycket har också en löd kabelsko, så den måste göras om till. Jag använde platta kabelsko och skruvterminaladaptrar för att göra det lättare att ta bort frontpanelen om jag måste. Eftersom det finns färg runt jordnings- / transformatorns monteringshål gör de en ganska dålig koppling till fodralet. Det bästa sättet att fixa det är att ta bort färgen runt hålen med slippapper. När du har installerat bakpanelen igen mäter du motståndet mellan höljet och GND -stiftet på C14 -kontakten. Det bör vara nära 0Ω.

Steg 8: Valfritt: Förbättra handstycket

Till handstycket. Efter att ha tagit en del såg jag två saker som jag inte gillade. För det första: Anslutningen mellan värmeelementets metallskal och jordledningen är mycket dålig. Tråden lindas precis runt en metallstång som är svetsad vid metallskalet. Jag försökte löda ihop det, men tyvärr är stången gjord av någon form av icke-lödbar metall, så jag pressade ihop det istället. För det andra: På tråduttaget finns det ingen dragavlastning, så jag sätter runt ett kabelband och spänner fast det mycket bra. Denna lösning är definitivt inte den bästa, men den är åtminstone bättre än ingen avlastning. Sätt ihop handstycket igen.

Steg 9: Valfritt: Förbättra vaggan

Inuti vaggan finns det två små neodymmagneter som används för att upptäcka att handstycket är inne i vaggan. På min station hade jag några problem, eftersom den inte kände igen verktyget i vaggan i varje verktygsposition. Jag lade till ytterligare magneter i vaggan med varmt lim och problemen var borta. Jag skrev också ut 3D -munstyckshållaren från Sp0nge som finns på Thingiverse och skruvar fast den i vaggan. Skruvarna är lite korta, men om du inte drar åt dem för hårt kommer de att göra susen.

Steg 10: Efterbehandling

Det är ett sista steg kvar. Stick en Arduino "hackad" klistermärke på stationen och använd den.

Funktionerna i den nya handkontrollen är:

Mer exakt temperaturreglering

Stationen börjar inte värma om handstycket inte är inne i vaggan under uppstart

Programvarukalibrering för tillgänglig temperatur (Genom att trycka länge på båda knapparna)

Kallluftläge (genom att trycka kort på båda knapparna)

Summer

Snabb nedkylningsläge

Helt öppen källa (så att du enkelt kan annonsera/ändra/ta bort funktioner)

Fläktfelsökning

Viloläge (förinställt till 10 minuter, redigerbart med parameter SLP)

Referenser:

Officiell EEVBlog -tråd

madworm (spitzenpfeil) s blogg

madworm (spitzenpfeil) s GitHub -sida

Poorman's Electronic's Blog

Sp0nges munstyckshållare

MK1841 Datablad