Инфракрасная паяльная станция своими руками: устройство, принцип работы, примеры создания
С появлением микропроцессорной техники возникла необходимость при ремонте сталкиваться с перепайкой BGA микросхем, что привычными методами сделать или крайне сложно, или, чаще, невозможно.
Даже фен не всегда поможет справиться с поставленной задачей.
Именно поэтому изготовление инфракрасной паяльной станции своими руками будет наилучшей альтернативой и порой единственным актуальным решением.
Микросхемы BGA (Ball grid array) присутствуют практически в любом современном «умном» устройстве: телефоны, компьютеры, телевизоры, принтеры. В процессе эксплуатации они могут выходить из строя, что требует замены неисправной части на новую. Но такую процедуру осуществить без специального оборудования — задача крайне сложная.
Проблема заключается в том, что производители изобретают всё новые и новые методы для монтажа электронных деталей. И обычный паяльник или фен не всегда смогут помочь в решении такой проблемы. Ведь контактные шарики способствуют высокой теплоотдаче на плату, в результате чего они не могут расплавиться.
Отличным решением может выступить инфракрасная станция. Она позволяет производить замену даже крупных GPU контроллеров. А с широким распространением компьютеров, ноутбуков, материнских плат, видеоадаптеров и другой сложной техники такие работы при ремонте выполняются достаточно часто.
И если раньше для замены крупных микросхем можно было использовать термовоздушные станции, то сейчас, когда производители используют бесконтактные методы пайки, единственным оптимальным решением является ИК станция, способная качественно справиться с заменой любой микропроцессорной детали.
Принцип действия
Основными проблемами при перепайке микросхем и контроллеров является или недогрев до температуры плавления контактного материала, или перегрев заменяемой части и её выход из строя.
Так пришла идея нагревать до температуры 100–150 градусов Цельсия непосредственно саму плату. После чего уже производить пайку деталей. Это позволяет качественно снизить теплоотток на текстолит платы, что даёт возможность понижать и «верхние» температуры. А значит, и сама деталь будет меньше подвергаться перегреву.
Производить нагрев можно и термофеном, но использовать инфракрасный паяльник предпочтительнее. Ведь ИК станция позволяет делать это контролируемо, то есть следить и поддерживать «низ» и «верх» температур или использовать рекомендуемый термопрофиль пайки.
Конструктивные особенности
Любые ИК паяльные станции состоят из трёх основных частей. Выглядит всё довольно просто, хотя каждая из них является самостоятельным сложным механизмом, объединённым с общей установкой. Так, любая станция включает в себя:
- Контроллер управления, регулирующий весь процесс нагрева;
- Нижнюю подогревающую часть;
- Верхний подогреватель.
В зависимости от модели и производителя, ИК паяльники могут отличаться лишь техническими характеристиками. Одни делают работу проще, другие, напротив, требуют от пользователя дополнительного внимания и трудозатрат.
Изготовление своими руками
Производствам или лицам, занимающимся ремонтом сложной электронной аппаратуры, вполне можно приобрести для работы заводскую паяльную ИК станцию. А вот любителям или тем, кому такая установка нужна изредка, можно создать её своими руками.
И в пользу этого, в первую очередь, говорит цена. Даже приборы китайского производства имеют стоимость от 1 тыс. долларов. Качественные же модели европейских марок от 2 тыс. долларов и выше.
Позволить себе столь дорогое удовольствие сможет далеко не каждый.
Касательно самодельной инфракрасной паяльной станции всё выглядит значительно оптимистичнее. По средним расчётам, такой аналог ИК паяльника обойдётся в пределах 80 долларов, что выглядит несравнимо более приемлемо цен на заводские приборы.
Любой человек, занимающийся ремонтом сложной техники, имеет достаточно знаний, чтобы придумать и сконструировать ИК станцию самостоятельно. В связи с этим электронная часть, внешний вид и некоторые возможности могут отличаться.
А вот основная конструкция останется в любой модели одинаковой. Именно поэтому не существует единой идеальной схемы, которую можно привести в качестве единственного верного решения. Но для того чтобы понять сам принцип создания ИК паяльника, подойдёт любая модель.
А уже основываясь на личных знаниях и предпочтениях, можно убрать или добавить те или иные части.
Первый вариант
В этом варианте будет использоваться двухканальный контроллер.
- Первый канал задействован для платинового терморезистора Pt 100 или обычной термопары.
- Второй канал будет использоваться исключительно термопарой. Каналы контроллера могут работать в автоматическом или ручном режиме.
Температура может поддерживаться в пределах от 10 до 255 градусов Цельсия. Термопары или датчик и термопара посредством обратной связи контролируют эти параметры в автоматическом режиме. В ручном режиме будет регулироваться мощность на каждом из каналов от 0 до 99 процентов.
Память контроллера будет содержать 14 различных термопрофилей для работы с BGA микросхемами. Семь из них предназначены для свинецсодержащих сплавов, а другие семь для припоя без содержания свинца.
В случае со слабыми нагревателями верхний может не успевать за термопрофилем. В таком случае контроллер поставит выполнение на паузу и будет дожидаться, пока наберётся необходимая температура.
Также контроллер очень удобно выполняет термопрофиль на основании температуры преднагрева всей платы. Если по той или иной причине снять чип не получилось, то можно повторно запустить его с более высокой температурой.
Силовой блок, изображённый на схеме, имеет транзисторный ключ для верхнего нагрева и семисторный для нижнего. Хотя приемлемо использование двух транзисторных или симисторных. Участок, отмеченный красным пунктиром, можно не собирать, если рассчитывается использование двух термопар.
Для теплоотвода от ключей можно использовать радиатор с активным охлаждением от любой техники. Главное, чтобы он подходил под конструкцию моделируемого аппарата.
Нижний нагреватель будет состоять из девяти галогеновых ламп номиналом 1500 Вт 220–240в R7S 254 мм. Должно получиться три части по три лампы, соединённых последовательно.
Провода лучше использовать высокотемпературные силиконовые на 220 вольт.
Корпус собирается из стеклотекстолита или любого другого похожего материала и усиливается алюминиевыми уголками. А также придётся купить и вакуумный насос. Для более эстетичного внешнего вида можно использовать ИК стекло на нижней панели.
Но здесь существует сразу несколько отрицательных моментов: слишком медленный нагрев и остывание, и вся конструкция в процессе работы чересчур нагревается.
Хотя наличие стекла не только делает прибор более привлекательным, но и удобным, так как платы можно класть прямо на него.
Стойка выполняется из алюминиевого швеллера для стоек. Подготавливаются вакуумный пинцет и трубка для него, термопара и стойки. Верхний нагреватель рекомендуется сделать из ELSTEIN SHTS/100 800W. Когда все детали готовы, их нужно разместить в корпусе и можно переходить к настройке.
Второе решение
В качестве второго варианта можно предложить конструкцию, отличающуюся лишь внутренними составляющими. И сначала стоит подготовить все необходимые комплектующие:
- Верхний нагреватель – ИК головка на 450 Вт;
- Нижний нагреватель – четырёхламповый галогеновый обогреватель 1800 Вт;
- Уголки из алюминия;
- Материал для корпуса – стеклотекстолит, корпус от старой аппаратуры, ПК или другое подобное;
- Стальная проволока;
- Спиральный шланг для душа;
- Ножка от настольной лампы;
- Плата Arduino Atmega 2560;
- Две термопары;
- Два твердотельных реле;
- Блок питания с 220 вольт на 5 вольт. Подойдёт от зарядного устройства для телефона;
- Зуммер на пять вольт;
- Символьный дисплей;
- Гайки, винтики, провода и другая необходимая мелочь.
Теперь нужно взять галогеновый обогреватель. Возможно получится найти уже старый, так как его необходимо разобрать и извлечь рефлекторы и галогеновые лампы. Сами лампы разбирать не нужно. Теперь всё это потребуется поместить в заготовленный корпус.
Используется всего 4 лампы по 450 ватт, подключаемых параллельно. Провода предпочтительнее использовать те же, которыми они уже были подключены. Если по каким-либо причинам использовать их возможности нет, то придётся купить дополнительно термостойкие.
Сразу придётся подумать и о системе удержания плат. Конкретные рекомендации давать здесь сложно. Ведь всё зависит от корпуса.
Но хорошо бы использовать алюминиевые профили, в которые не жёстко вставляются болты с гайками таким образом, чтобы впоследствии можно было ими зажимать печатные платы и, одновременно, была возможность регулировки под разные размеры плат.
Термопары, контролирующие заданную температурную схему в нижнем нагревателе, лучше пропустить в душевой шланг. Это даст подвижность и удобство в процессе работы и монтажа.
Роль верхнего нагревателя будет исполнять керамический мощностью 450 ватт. Такой можно купить как запчасть для ИК станций. Здесь же нужно позаботиться и о корпусе, так как именно он обеспечивает правильный и качественный нагрев. Сделать его можно из тонкого листового железа, согнув нужным образом, в зависимости от формы и размера нагревателя.
Теперь нужно подумать и о креплении верхнего нагревателя. Так как он должен быть подвижным, причём перемещаться не только вверх или вниз, но и под разными углами. Отлично подойдёт стойка от настольной лампы. Закрепить её можно любым удобным способом.
Пришло время заняться контроллером. Для него тоже понадобиться отдельный корпус. Если есть подходящий уже готовый, то можно использовать его. В противном случае придётся его сделать самостоятельно всё из того же тонкого металла. Твердотельные реле нуждаются в охлаждении, поэтому стоит установить к ним радиатор и вентилятор.
Так как автоматической настройки в контроллере нет, то значения P, I и D придётся вводить вручную. Здесь есть четыре профиля, для каждого отдельно устанавливается количество шагов, скорость роста температуры, время и шаг ожидания, нижний порог, целевая температура и значения для верхнего и нижнего нагревателя.
Источник: https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/payalniki/infrakrasnaya-payalnaya-stanciya-svoimi-rukami-osobennosti-ustroystva.html
Ик паяльная станция своими руками v2
Около двух лет назад я разместил статью ИК паяльная станция своими руками. Данная статья вызвала интерес у многих радиолюбителей.
Но к сожалению после повторения ИК паяльной станции не обошлось без замечаний в плане работы станции, которые я постарался устранить в данной версии станции:
— применены аналоговые усилители термопары AD8495 со встроенной компенсацией холодного спая, в следствие чего увеличена точность показания температуры — проблема с выходом из строя транзисторов нижнего нагревателя решена при помощи симисторного регулятора мощности
— доработана прошивка (которая совместима с прошлой версией станции). После запуска термопрофиль начинает выполняться с той температуры, до которой преднагрета плата, что экономит много времени. Отдельная благодарность Андрею за корректировку и адаптацию прошивки под китайские дисплеи.
— добавлен вакуумный пинцет
— корпус паяльной станции полностью переработан. Конструкция станции получилась очень симпатичной, более устойчивой и надежной, на рабочем столе занимает меньше места. В одном корпусе совмещено все необходимое, — нижний нагреватель, верхний нагреватель, вакуумный пинцет и сам контроллер.
Описание конструкции
Контроллер двухканальный. К первому каналу можно подключить термопару или платиновый терморезистор PT100. Ко второму каналу подключается только термопара. 2 канала имеют автоматический и ручной режим работы.
Автоматический режим работы обеспечивает поддержание температуры 10-255 градусов через обратную связь с термопар или платинового терморезистора (в первом канале). В ручном режиме мощность в каждом канале можно регулировать в диапазоне 0-99%. В памяти контроллера заложено 14 термопрофилей для пайки BGA.
7 для свинецсодержащего припоя и 7 для безсвинцового припоя. Термопрофили указаны ниже.
Для свинецсодержащего припоя максимальная температура термопрофиля: — 1 термопрофиль — 190Cо, 2 — 195Cо, 3 — 200Cо, 4 — 205Cо, 5 — 210Cо, 6 — 215Cо, 7 — 220Cо
Для безсвинцового припоя максимальная температура термопрофиля: — 8 термопрофиль — 225Cо, 9 — 230Cо, 10 — 235Cо, 11 — 240Cо, 12 — 245Cо, 13 — 250Cо, 14 — 255Cо
Если верхний нагреватель, не успевает прогревать согласно термопрофилю, то контроллер становится на паузу и ждет пока не будет достигнута нужная температура. Это сделано для того, чтобы адаптации контроллера для слабых нагревателей, которые прогревают долго и не успевают за термопрофилем.
Контроллер начинает выполнять термопрофиль с той температура, до которой преднагрета плата. Это очень удобно, и позволяет оперативно перезапустить термопрофиль в случае, например, если была температура недостаточна для снятия чипа, то можно выбрать термопрофиль с температурой повыше, и тут же снять чип со второй попытки.
На схеме применен комбо силовой блок, состоящий из транзисторного ключа для верхнего нагревателя, и симисторного для нижнего нагревателя. Хотя, например можно использовать 2 транзисторных, или 2 симисторных ключа.
Я использовал 2 готовых модуля на AD8495, купленных на Aliexpress. Правда модули нужно немного доработать. Смотрим фото ниже.
Не обращаем внимания на то, что модуль на втором фото повернут на 90 градусов. Пришлось развернуть, так как модули у меня упирались в силовой блок. Разъемы для термопар использованы заводские.
Тем, кто не планирует в дальнейшем использовать платиновый терморезистор, то часть схемы выделенную красной пунктирной линией можно не собирать.
Печатные платы силового блока и контроллера.
Для охлаждения силовых ключей я применил радиатор от видеокарты с активным охлаждением.
Далее на фото будет виден этап сборки паяльной станции, как конструктора. Все материалы куплены в крупном строймагазине.
Передняя и задняя панель сделаны из стеклотекстолита, укрепленного алюминиевым уголком. Базальтовый картон служит в качестве теплоизоляционного материала.
Нижний подогрев состоит из 9 галогенных ламп (1500вт 220-240в R7S 254мм) объединенных в 3 группы по 3 соединенных последовательно лампы.
Провод для 220В применен силиконовый, высокотемпературный.
Хороший вакуумный насос можно приобрести на Aliexpress за 400-500 рублей. Ориентир для поиска на фото ниже.
Изначально я планировал использовать паяльную станцию совместно и ИК стеклом над нижним нагревателем, что давало хорошие преимущества: — красивый внешний вид — плату (на стойках можно ложить прямо на стекло), как у станций Термопро Но увы, недостатки оказались весомее: — очень долгий нагрев (остывание) платы
— очень сильно разогревается корпус паяльной станции, к примеру без стекла корпус во время работы едва теплый. Так что от стекла пришлось отказаться.
С открученным штативом стекло легко вынимается, или вставляется в станцию. Так же вместо стекла можно вставить, например, сетку.
Внешний вид собранной станции.
Аксессуары, стойки, алюминиевый швеллер для стоек, ручка вакуумного пинцета, силиконовая трубка для пинцета, термопара.
Необходимые «ингредиенты» для изготовления ручки вакуумного пинцета. Использован смеситель от эпоксидного клея Момент в сдвоенном шприце. Алюминиевая трубка(в которой необходимо просверлить отверстие) и соединитель соответствующего диаметра для силиконовой трубки. Все вклеено в алюминиевую трубку эпоксидным клеем момент.
Для верхнего нагревателя очень рекомендую ELSTEIN SHTS/100 800W.
Настройка контроллера Резистором R32 необходимо установить напряжение 5,12В на выходе U4. Резистором R28 настраиваем контрастность дисплея. Если не планируете использовать платиновый терморезистор, то настройка станции закончена.
Описание калибровки канала с платиновым терморезистором описано в статье первой версии станции.
Рекомендации
Верхний нагреватель необходимо устанавливать на высоте5-6 см от поверхности платы.
Если в момент выполнения термопрофиля происходит выбег температуры от заданного значения больше чем на 3 градуса — понижаем мощность верхнего нагревателя(включаем станцию с нажатым энкодером и устанавливаем максимальную мощность верхнего нагревателя).
Выбег на несколько градусов в конце термопрофиля(после отключения верхнего нагревателя) не страшен. Это сказывается инерционность керамики. Поэтому я выбираю нужный термопрофиль на 5 градусов меньше, чем мне надо.
Перед съемом чипа при помощи зонда нужно убедиться(аккуратным нажатием на каждый угол чипа) что шары под чипом поплыли. При монтаже используем только качественный флюс, иначе неправильный выбор флюса может все испортить.
Так же при монтаже чипа BGA обязательно нужно накрыть кристалл прямоугольником из алюминиевой фольги с размером стороны равной примерно ½ от стороны BGA, чтобы снизить температуру в центре, которая всегда выше, чем температура около термопары (смотрим фото тепловых пятен ИК нагревателей ELSTEIN в статье первой версии станции). В общем смотрим видео ниже.
Ниже вы можете скачать архив с печатной платой в формате LAY, исходным кодом, прошивкой.
| Энкодер | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | ||
| Операционный усилитель | AD8495 | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Операционный усилитель | LM358 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Линейный регулятор | LM7805 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| МК PIC 8-бит | PIC16F876A | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| МК PIC 8-бит | PIC12F683 | 1 | Допустима замена на PIC12F675, но не рекомендуется | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Оптопара | PC817 | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Оптопара | MOC3052M | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| LCD дисплей | VC20x4C-GIY-C1 | 1 | 20×4 на основе KS0066 (HD44780) | Поиск в Utsource | В блокнот |
| MOSFET-транзистор | TK20A60U | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Кварц | 16 МГц | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Выпрямительный диод | LL4148 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Диодный мост | KBU1010 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Стабилитрон | 24В | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Диодный мост | DB107 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Симистор | BTA41-600B | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Платиновый терморезистор | PT100 | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 10 кОм | 6 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 1 МОм | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 100 кОм | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 4.7 кОм | 2 | Допуск 1% или лучше | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 51 Ом | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Подстроечный резистор | 100 Ом | 2 | Многооборотный | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 220 кОм | 5 | Допуск 1% или лучше | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 1.5 кОм | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Подстроечный резистор | 100 кОм | 1 | Многооборотный | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 100 Ом | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 20 кОм | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 510 Ом | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 47 кОм | 2 | Мощность 1Вт | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 5.1 кОм | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | Многооборотный | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 16 Ом | 1 | Мощность 2Вт | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 2.7 кОм | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 100 кОм | 1 | Мощность 1Вт (возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуля) | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 47 кОм | 1 | возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуля | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 470 Ом | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Резистор | 360 Ом | 1 | Мощность 1Вт | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 330 Ом | 1 | Мощность 1Вт | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Резистор | 39 Ом | 1 | Мощность 1Вт | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Конденсатор | 1 нФ | 4 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 10 нФ | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 1 мкФ | 3 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 4.7 мкФ | 5 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 0.1 мкФ | 9 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 47 нФ | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 33 пФ | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 20 мкФ | 8 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 10 мкФ | 1 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Конденсатор | 10 нФ | 1 | 1 кВ | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Излучатель звука электромагнитный | HCM1203A | 1 | Или любой другой электромагнитный без генератора | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Предохранитель | 10 А | 2 | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Дроссель | 1 | Любой с двумя обмотками из фильтра БП | Поиск в Utsource | В блокнот | |
| Блок питания | 19 Вольт | 1 | От любого нетбука | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Преобразователь DC/DC | 12-30В (вход). регулируемый выход до 12В | 2 | Рассчитанный на ток 500мА и выше | Поиск в Utsource | В блокнот |
| Добавить все |
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- Прошивки, печатные платы.rar (106 Кб)
Источник: http://cxem.net/master/116.php
Инфракрасная паяльная станция своими руками
Паяльник, паяльный фен решают большой круг задач при изготовлении электронных схем. Но есть среди них и такие, которые указанными средствами сделать затратно. В этом случае пользуются специальными инфракрасными паяльными станциями. Оборудование дорогое, купить его для большинства мастеров проблемно. Но можно стать обладателем его, сделав приспособление самостоятельно.
При изготовлении инфракрасной паяльной станции пользуются материалами, узлами: четырехламповым галогеновым обогревателем мощностью 1800 Вт (используют для нижнего нагревателя); кабельными разъемами; 450-ваттной керамической инфракрасной головкой (используют для верхнего нагревателя); алюминиевыми уголками; спиральным шлангом для душа; стальной проволокой; ногой от настольной лампы; Arduino Atmega2560; двумя твердотельными реле; двумя термопарами; блоком питания, преобразующим напряжение 220 В в 5 (подходит зарядка от сотового); символьным дисплеем LCD 2004; зуммером на 5 В; винтами. Не обойтись без элементарных знаний в электронике.
Занимаются нижним нагревателем. Из галогенного обогревателя достают рефлекторы, галогенные лампы (их четыре). Делают корпус – можно использовать старый системный компьютерный блок; можно соорудить каркас из алюминиевых уголков, применяя для соединений винтики. Лампы подсоединяют параллельно. Все соединения выполняют штатной проводкой, которая имеется в обогревателе.
Делают нижний нагреватель. Сначала занимаются корпусом, для которого используют уголки из алюминия. После изготавливают систему, которая будет закреплять печатные платы. Для нее подходит профиль от держателей занавесок. Удерживающие элементы устраивают в виде импровизированных гаек, применяя перфорированную металлическую ленту.
Дальше в нижнем нагревателе располагают держатели термопар. Последних две; они необходимы для контроля уровня температуры над и под паяемой платой. Если не делать такое, то платы могут растрескаться, микросхемы перегреться, что чревато неприятными последствиями.
Крепят термопары, применяя гибкие шланги от душа. В их куски внутрь помещают стальную проволоку (отожженную, сохраняющую форму), проводники от термопар. Один из концов крепят к корпусу, второй (с термопарами) остается подвижным
Делают верхний нагреватель. Применяют готовый 450-ваттный керамический – его можно приобрести, к примеру, на Алиэкспрессе. Его заключают в корпус, который выгибают из тонкой листовой стали. Последний позволяет правильно организовать поток воздуха, что необходимо для нормального процесса пайки.
Снабжают устройство держателем. Для него хорошо подходит нога от настольной лампы. Крепят к одному из ее концов инфракрасную головку, вторым концом устанавливают (применяя хомут) на корпус обогревателя, расположенного снизу.
Изготавливают или находят подходящий корпус для контроллера. Комплектуют его твердотельными реле (ставят на радиаторы),Arduino ATmega2560, дисплеем, блоком питания, разнообразными кнопками, разъемами. Сзади на корпусе размещают вентилятор для обдува всего перечисленного.
Выполняют необходимые соединения. Далее проводят настройку значенийP, I и D под изготовленную станцию. Устанавливают скорость, с которой будет расти температура, количество шагов и время ожидания на каждый из них и другие параметры, необходимые для качественного процесса.
Источник: https://izdoski.com/infrakrasnaya-payalnaya-stanciya-svoimi-rukami.html
инфракрасная паяльная станция своими руками — Инструкции
Иногда бывает недостаточно хорошо владеть паяльником или паяльным феном. Для пайки bga микросхем нужна инфракрасная паяльная станция, но это очень дорогое профессиональное оборудование, которое не всем по карману. В этой инструкции я расскажу о том, как инфракрасная паяльная станция своими руками легко доступна к постройке заинтересованным человеком.
Коротко о том, что такое ик паяльная станция: это такой инструмент, позволяющий припаивать микросхемы с выводами не в виде отдельных ножек, а в виде массива шариков припоя. Это центральные процессоры ноутбуков, чипы в телефонах и видеокартах и многое другое. В заводском исполнении такая станция стоит от 400 до 1500 долларов в среднем.
Шаг 1. Инфракрасная паяльная станция своими руками. Ингредиенты
Нам понадобятся:
Шаг 2. Нижний нагреватель: рефлектор, лампы и корпус
бытовой обогревательотражатели и новый корпускорпуссоединяем проводами
готовый нижний нагреватель для ик паяльной станцииразъемы выключательдержателиобщий вид нижнего нагревателя
Найдите старый галогеновый обогреватель, вскройте его и возьмите рефлекторы и четыре галогеновые лампы.
Будьте осторожны, не разбейте лампы! Теперь вам нужно приложить воображение и придумать, какой корпус будет у нижнего нагревателя. Вы можете использовать корпус от старого ПК или сделать как я. Я взял алюминиевые уголки толщиной 1 мм.
Они отлично вместили в себя рефлекторы и лампы, а так-же обеспечили требуемую жесткость конструкции.
Этот обогреватель вмещает в себя 4 штуки 450 ваттных лампы, подключенных в параллель. Используйте штатную проводку обогревателя чтобы подключить их уже в новом корпусе.
Шаг 3. Нижний нагреватель: система удержания печатных плат
лапы держателя платгайкагайка вид сверху
гайка вид снизуболт прижималапа держателя плат в сборе
плата установленная в держателяхкрупным планом место прижима платыдругой ракурс
После того, как вы закончите корпус для нижнего нагревателя, вам будет необходимо установить систему крепления печатных плат. Состоит она, в моём случае, из отрезков профиля, использовавшегося как держатель занавесок. Нужно отрезать шесть кусков этого профиля, с примерными размерами как на фото. В качестве удерживающего элемента используются импровизированные гайки, сделанные из металлической перфорированной ленты, которую можно купить в хозяйственных магазинах. Такая система крепления позволяет в достаточно широких пределах закреплять и перемещать печатные платы разнообразных размеров, используя лишь отвертку для откручивания-закручивания гаек.
Шаг 4. Нижний нагреватель. Держатели термопар
крепление гибкого шлангапродеваем стальную проволокумоток стальной проволокишланг от душа
Для того, чтоб наша инфракрасная паяльная станция, сделанная своими руками, функционировала должным образом, она должна поддерживать заданный температурный профиль нагревания и охлаждения. Иначе это может привести к растрескиванию печатных плат, перегреву микросхем и прочим не менее неприятным последствиям. Для контроля профиля нагрева служат две термопары, которые должны контролировать температуру снизу и сверху паяемой платы.
Чтобы термопары были достаточно подвижными и удобными к расположению я придумал отличный способ их крепления.
Для этого нам понадобится пара гибких душевых шлангов, немного отожженной стальной проволоки (она гибкая и сохраняет форму после изгиба, в отличие от не отожженной).
В гибкий шланг нужно продеть кусок стальной проволоки и провода для термопары. Затем один конец гибкого шланга нужно прикрутить к корпусу нашего нижнего нагревателя.
Шаг 5. Верхний нагреватель
подключение ик головки паяльной станцииик головка паяльной станции и корпус
В качестве верхнего нагревателя я использовал керамический нагреватель мощностью 450 ватт. Вы можете купить такой на алиэкспрессе в разделе запасных частей для паяльных станций.
К этому нагревателю из тонкого листового железа нужно согнуть корпус, примерно такой как у меня на фото. Корпус очень важен для организации хорошего и правильного потока воздуха.
PS: Процесс нахождения констант P, I и D это неприятная процедура в данном случае, потому как керамический нагреватель нагревается и остывает довольно долго.
Шаг 6. Верхний нагреватель: держатель
настольная лампакрепим головкукрепление ик головкипосадочное место конструкции ик головки
Найдите у себя или купите бу настольную лампу примерно такого вида. От нее нам понадобится механизм ноги.
Учитывая то, что ик головка инфракрасной паяльной станции должна доставать до любого угла нашего нижнего обогревателя, сначала следует прикрепить ик головку к держателю.
А затем уже выяснить из какого положения крепления она легко перемещается по всей поверхности нижнего нагревателя инфракрасной паяльной станции.
Крепление держателя к нижнему нагревателю можно выполнить из кусочка пвх трубки, приверченной с помощью хомута к корпусу.
Шаг 7. Arduino PID контроллер
корпус контроллераардуино и релеразъемы и охлаждениемама разъем термоголовки
не пинайте за монтажфинальный вид контроллераконтроллер вид на дисплейконтроллер вид сзади
Теперь вам нужно или найти готовый или сделать самостоятельно из листового металла корпус для контроллера инфракрасной паяльной станции. В этом корпусе поместятся: 2 твердотельных реле, Arduino ATmega2560, дисплей, блок питания для ардуино а так-же разнообразные кнопки и и разъемы.
Так как я не знал, насколько сильно будут греться твердотельные реле, я приделал им по радиатору. Для обдува радиаторов и внутренностей контроллера я поставил на задней стенке контроллера вентилятор.
В ниже преложенном коде всё очень подробно объяснено что и как с чем соединяется. Монтаж очень простой.
Как пользоваться контроллером: Тут нет автонастройки значений P, I и D, так что вам придется задать их именно для вашей инфракрасной паяльной станции. Есть 4 профиля.
В каждом из них Вы устанавливаете количество шагов, скорость роста температуры (C / S), dwel (время на шаг ожидания), нижний порог нагревания, целевая температура на каждом шагу и P, I и D значения для нижнего и верхнего нагревателя.
Если вы установите, например 3 шага, 80,180 и 230 ° для нижнего нагревателя с порогом 180, Ваша плата не будет нагреваться только от нижнего нагревателя до 180 °, она нагреется со 180 от нижнего и продолжит греться до 230 с верхнего нагревателя.
Скетч вы можете скачать по ссылке ниже.
https://www.dropbox.com/s/5inxb76xgkeun43/Arduino%20Rework%20Station.rar?dl=0
Я специально не стал объяснять создание такой штуки, как инфракрасная паяльная станция своими руками очень детально, потому-что ваша конструкция почти наверняка будет отличаться от моей. Даю свою инструкцию лишь как пример самостоятельной постройки ик паяльной станции.
Как обычно говорят, жмите лайки и репостите запись в соц сетях если вам понравилась моя инструкция.
Источник: https://instructables.info/infrakrasnaya-payalnaya-stantsiya-svoimi-rukami/
Самодельная инфракрасная паяльная станция. Бюджетный ремонт ноутбука своими руками. | Обзоры товаров из интернет-магазинов
Инфракрасная паяльная станция — это устройство для пайки микросхем в корпусе BGA. Если прочитанное ничего вам не говорит, вряд-ли вам стоит заходить под кат. Там ардуины, графики, программирование, амперметры, саморезы и синяя изолента.
газовая плита и не прожектор, а устройство, хотя бы минимально умеющее поддерживать термопрофили согласно графика, найденного в сети:
3. Управляющим устройством будет персональный компьютер. Во-первых, автономные контроллеры нагревателей не укладываются в бюджет.
Во-вторых, компьютер уже есть на рабочем столе и всегда включен во время ремонтов, ибо он и осциллограф и микроскоп и читалка схем-даташитов.
Материалы и компоненты
Для этого в онлайне были куплены:
Термопара К-типа — 2 шт.
Интерфейс термопары К-типа на микросхеме MAX6675 — 2 шт.
Безымянные твердотельные реле на 40 китайских ампер — 2 шт.
Дополнительно в оффлайне были куплены:
Линейные галогенные лампы R7S J254 1500W — 9 шт.
Линейные галогенные лампы R7S J118 500W- 3 шт.
Патроны R7S — 12 шт.
Из хлама в гараже на свет божий были извлечены:
Док-станция от какого-то допотопного лэптопа Compaq — 1 шт.
Штатив от советского фотоувеличителя — 1 шт.
В домашнем складе были найдены силовые и сигнальные провода, Arduino Nano, клемники WAGO.
Нижний нагреватель.
Вооружаемся болгаркой и отрезаем от док-станции все лишнее.
К листу металла прикрепляем патроны.
Соединяем патроны по схеме 3s3p, устанавливаем лампы, прячем в корпус.
Поиск материала для отражателя занял продолжительное время. Использовать фольгу не хотелось из-за подозрения в ее недолговечности. Использовать более толстый листовой металл не получалось из-за сложностей с его обработкой. Опрос знакомых сотрудников промышленных предприятий и обход пунктов скупки цветмета результатов не дал.
В конце концов удалось найти листовой алюминий чуть толще фольги, идеально подходящий для меня.
Теперь я точно знаю, где такие листы искать — у полиграфистов. Они их крепят к барабанам в своих машинах, то ли для переноса краски, то ли еще для чего-то. Если кто в курсе, расскажите в комментариях.
Нижний нагреватель с установленным отражателем и решеткой. Вместо решетки правильнее использовать специальный столик, но стоит он совершенно не бюджетно, как и все с наклейкой «Professional».
Светит красивым оранжевым светом. Глаза при этом не выжигает, смотреть на свет можно совершенно спокойно.
Потребляет порядка 2.3 кВт.
Верхний нагреватель
Идея конструкции та же самая. Патроны привернуты саморезами к крышке от компьютерного блока питания. К ней же прикреплен согнутый из алюминиевого листа отражатель. Три пятисотваттные галогенки соединены последовательно.
Тоже светит оранжевым.
Потребляет порядка 250 ватт.
Схема управления
Инфракрасная станция — суть автомат с двумя датчиками (термопара платы и термопара чипа) и двумя исполнительными механизмами (реле нижнего нагревателя и реле верхнего нагревателя).
Было решено, вся логика регулирования мощности нагрева будет реализована на ПК. Arduino будет только мостом между станцией и ПК. Получил с ПК параметры ШИМ-регулирования нагревателей — выставил их — отдал температуру термопар в ПК, и так по кругу.
Arduino ожидает на последовательном порту сообщения типа SETxxx*yyy*, где xxx — мощность верхнего нагревателя в процентах, yyy — мощность нижнего нагревателя в процентах.
Если полученное сообщение соответствует шаблону, выставляются ШИМ-коэффициенты для нагревателей и возвращается сообщение OKaaabbbcccddd, где aaa и bbb — установленная мощность верхнего и нижнего нагревателей, ccc и ddd — температура, полученная с верхней и нижней термопары.
«Настоящий» аппаратный ШИМ микроконтроллера с частотой дискретизации несколько килогерц в нашем случае неприменим, так как твердотельное реле не может отключиться в произвольный момент времени, а только при прохождении переменного напряжения через 0.
Было решено реализовать собственный алгоритм ШИМ с частотой порядка 5 герц. Лампы при этом полностью гаснуть не успевают, хоть и заметно мерцают.
При этом минимальным коэффициентом заполнения, при котором еще есть шансы захватить один период сетевого напряжения, оказывается 10%, чего вполне достаточно.
При написании скетча была поставлена задача отказаться от задания задержек фунцией delay(), так как есть подозрение, что в момент задержек возможна потеря данных с последовательного порта.
Алгоритм получился следующий: в бесконечном цикле проверяется наличие данных из последовательного порта и значение счетчиков времени программного ШИМ.
Если есть данные из последовательного порта, обрабатываем их, если счетчик времени достиг значений переключения ШИМ, проводим действия по включению-выключению нагревателей.
Скетч
#include int b1=0; int b2=0; int b3=0; int p_top, p_bottom; int t_top, t_bottom; int state_top, state_bottom; char buf[32]; unsigned long prev_top, prev_bottom; int pin_bottom = 11; int pin_top = 13; int tick = 200; unsigned long prev_t; int thermoDO = 4; int thermoCLK = 5; int thermoCS_b = 6; int thermoCS_t = 7; MAX6675 thermocouple_b(thermoCLK, thermoCS_b, thermoDO); MAX6675 thermocouple_t(thermoCLK, thermoCS_t, thermoDO); void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pin_top, OUTPUT); digitalWrite(pin_top, 0); t_top = 10; t_bottom = 10; p_top = 0; p_bottom = 0; state_top = LOW; state_bottom = LOW; prev_top = millis(); prev_bottom = millis(); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { b3 = b2; b2 = b1; b1 = Serial.read(); if ((b1 == 'T') && (b2 == 'E') && (b3 == 'S')) { p_top = Serial.parseInt(); if (p_top < 0) p_top = 0; if (p_top > 100) p_top = 100; p_bottom = Serial.parseInt(); if (p_bottom < 0) p_bottom = 0; if (p_bottom > 100) p_bottom = 100; t_bottom = thermocouple_b.readCelsius(); t_top = thermocouple_t.readCelsius(); sprintf (buf, «OK%03d%03d%03d%03drn», p_top, p_bottom, t_top, t_bottom); Serial.print(buf); } } if ((state_top == LOW) && ((millis()-prev_top) >= tick * (100-p_top) / 100)) { state_top = HIGH; prev_top = millis(); } if ((state_top == HIGH) && ((millis()-prev_top) >= tick * p_top / 100)) { state_top = LOW; prev_top = millis(); } digitalWrite(pin_top, state_top); if ((state_bottom == LOW) && ((millis()-prev_bottom) >= tick * (100-p_bottom) / 100)) { state_bottom = HIGH; prev_bottom = millis(); } if ((state_bottom == HIGH) && ((millis()-prev_bottom) >= tick * p_bottom / 100)) { state_bottom = LOW; prev_bottom = millis(); } digitalWrite(pin_bottom, state_bottom); }
Приложение для компьютера.
Написано на языке Object Pascal в среде Delphi. Отображает состояние нагревателей, рисует график температуры и имеет встроенный примитивный язык моделирования, больше по философии напоминающий какой-нибудь Verilog, нежели к примеру Pascal.
«Программа» состоит из набора пар «условие — действие». К примеру «при достижении нижней термопарой температуры 120 градусов установить мощность нижнего нагревателя 10%, а верхнего — 80%».
Таким набором условий реализуется требуемый термопрофиль — скорость нагрева, температура удержания и т. п.
В приложении раз в секунду тикает таймер. По тику таймера функция отправляет в контроллер текущие установки мощности, назад получает текущие значения температур, отрисовывает их в окне параметров и на графике, вызывает процедуру проверки логических состояний, после чего засыпает до следующего тика.
Источник: https://ongroup.ru/samodel_naya_infrakrasnaya_payal_naya_stanciya_byudzhetnyy_remont_noutbuka_svoimi_rukami.html
Самодельная инфракрасная паяльная станция. Бюджетный ремонт ноутбука своими руками
Инфрaкрacнaя пaяльнaя cтaнция — этo уcтрoйcтвo для пaйки микрocxeм в кoрпуce BGA. Еcли прoчитaннoe ничeгo вaм нe гoвoрит, вряд-ли вaм cтoит зaxoдить пoд кaт. Тaм aрдуины, грaфики, прoгрaммирoвaниe, aмпeрмeтры, caмoрeзы и cиняя изoлeнтa.
Прeдыcтoрия пeрвaя.
Мoя прoфeccиoнaльнaя дeятeльнocть нeкoтoрым oбрaзoм cвязaнa c элeктрoникoй.
Пoэтoму рoдcтвeнники и знaкoмыe пocтoяннo нoрoвят притaщить мнe кaкую-нибудь нe coвceм иcпрaвную элeктрoнную штуку co cлoвaми «ну пocмoтри, мoжeт тут кaкoй прoвoдoк oтпaялcя». В тoт рaз тaкoй штукoй oкaзaлcя 17″ нoутбук eMachines G630.
При нaжaтии нa кнoпку питaния зaжигaлcя индикaтoр, шумeл вeнтилятoр, нo диcплeй был бeзжизнeнным, нe былo звукoвыx cигнaлoв и aктивнocти жecткoгo диcкa. Вcкрытиe пoкaзaлo, чтo нoутбук пocтрoeн нa плaтфoрмe AMD, a ceвeрный мocт имeeт мaркирoвку 216-0752001.
Бeглoe гуглeниe пoкaзaлo, чтo у чипa вecьмa плoxaя рeпутaция в чacти нaдeжнocти, зaтo прoблeмы c ним лeгкo диaгнocтируютcя. Нужнo лишь eгo прoгрeть. Выcтaвил нa пaяльнoм фeнe 400 грaдуcoв и пoдул нa чип ceкунд 20. Нoутбук зaпуcтилcя и пoкaзaл кaртинку.
Диaгнoз пocтaвлeн. Кaзaлocь бы, дeлo зa мaлым — пeрeпaять чип. Вoт тут мeня oжидaлo пeрвoe oткрoвeниe. Пocлe oбзвoнa ceрвиc-цeнтрoв выяcнилocь, чтo минимaльнaя cуммa, зa кoтoрую в Минcкe мoжнo пoмeнять чип — 80 дoллaрoв. 40 дoллaрoв зa чип и 40 дoллaрoв зa рaбoту.
Для нoутбукa oбщeй cтoимocтью xoрoшo ecли 150 дoллaрoв этo былo вecьмa нe бюджeтнo. Дружecтвeнный ceрвиc пo знaкoмcтву прeдлoжил пeрeпaять чип пo ceбecтoимocти — зa 20 дoллaрoв. Итoгoвый цeнник cнизилcя дo 60 дoллaрoв. Вeрxняя грaницa пcиxoлoгичecки приeмлeмoй цeны.
Чип был блaгoпoлучнo пeрeпaян, нoутбук coбрaн, oтдaн и я o нeм блaгoпoлучнo зaбыл.
Прeдыcтoрия втoрaя.
Чeрeз нecкoлькo мecяцeв пocлe oкoнчaния пeрвoй прeдыcтoрии мнe пoзвoнил рoдcтвeнник co cлoвaми «Ты жe любишь рaзную элeктрoнику. Зaбeри нoутбук нa зaпчacти. Бecплaтнo. Или прocтo выкину в муcoр. Скaзaли, врoдe мaтeринcкaя плaтa. Отвaл чипa.
Рeмoнтирoвaть экoнoмичecки нeцeлecooбрaзнo». Тaк я cтaл oблaдaтeлeм нoутбукa Lenovo G555 бeз жecткoгo диcкa, нo co вceм ocтaльным, включaя блoк питaния. Включeниe пoкaзaлo тe жe cимптoмы, чтo и в пeрвoй прeдыcтoрии: кулeр крутитcя, лaмпoчки гoрят, бoльшe признaкoв жизни нeт.
Вcкрытиe пoкaзaлo cтaрoгo знaкoмoгo 216-0752001 co cлeдaми мaнипуляций.
Пocлe прoгрeвa чипa нoутбук зaпуcтилcя кaк ни в чeм нe бывaлo, кaк и в пeрвoм cлучae.
Рaзмышлeния.
Тaк я oкaзaлcя влaдeльцeм нoутбукa c нeиcпрaвным ceвeрным мocтoм.
Рaзoбрaть eгo нa зaпчacти или пoпытaтьcя пoчинить? Еcли втoрoe, тo cнoвa пaять eгo нa cтoрoнe, пуcть дaжe зa 60 дoллaрoв, a нe зa 80? Или купить coбcтвeнную инфрaкрacную пaяльную cтaнцию? А мoжeт coбрaть cвoими рукaми? Хвaтит ли у мeня cил и знaний?
Пocлe нeкoтoрыx рaзмышлeний былo рeшeнo пoпытaтьcя пoчинить, причeм пoчинить caмocтoятeльнo. Дaжe ecли пoпыткa нe увeнчaeтcя уcпexoм, рaзoбрaть eгo нa зaпчacти этo никaк нe пoмeшaeт. А инфрaкрacнaя cтaнция будeт пoлeзным пoдcпoрьeм вo мнoгиx рaбoтax, трeбующиx прeдвaритeльнoгo пoдoгрeвa.
Тexничecкoe зaдaниe.
Изучив цeны нa гoтoвыe прoмышлeнныe инфрaкрacныe cтaнции (oт $1000 дo плюc бecкoнeчнocти), пeрeлoпaтив кучу тoпикoв нa прoфильныx фoрумax и рoликoв нa Youtube, oкoнчaтeльнo cфoрмирoвaл тexничecкoe зaдaниe:
1. Буду изгoтaвливaть coбcтвeнную пaяльную cтaнцию.
2. Бюджeт кoнcтрукции — нe бoлee 80 дoллaрoв (двe пeрeпaйки в ceрвиc-цeнтрe бeз мaтeриaлoв).
3. Этo будeт нe и нe прoжeктoр, a уcтрoйcтвo, xoтя бы минимaльнo умeющee пoддeрживaть тeрмoпрoфили coглacнo грaфикa, нaйдeннoгo в ceти:
3. Упрaвляющим уcтрoйcтвoм будeт пeрcoнaльный кoмпьютeр. Вo-пeрвыx, aвтoнoмныe кoнтрoллeры нaгрeвaтeлeй нe уклaдывaютcя в бюджeт. Вo-втoрыx, кoмпьютeр ужe ecть нa рaбoчeм cтoлe и вceгдa включeн вo врeмя рeмoнтoв, ибo oн и ocциллoгрaф и микрocкoп и читaлкa cxeм-дaтaшитoв.
Мaтeриaлы и кoмпoнeнты
Для этoгo в oнлaйнe были куплeны:
Тeрмoпaрa К-типa — 2 шт.
Интeрфeйc тeрмoпaры К-типa нa микрocxeмe MAX6675 — 2 шт.
Бeзымянныe твeрдoтeльныe рeлe нa 40 китaйcкиx aмпeр — 2 шт.
Дoпoлнитeльнo в oффлaйнe были куплeны:
Линeйныe гaлoгeнныe лaмпы R7S J254 1500W — 9 шт.
Линeйныe гaлoгeнныe лaмпы R7S J118 500W- 3 шт.
Пaтрoны R7S — 12 шт.
Из xлaмa в гaрaжe нa cвeт бoжий были извлeчeны:
Дoк-cтaнция oт кaкoгo-тo дoпoтoпнoгo лэптoпa Compaq — 1 шт.
Штaтив oт coвeтcкoгo фoтoувeличитeля — 1 шт.
В дoмaшнeм cклaдe были нaйдeны cилoвыe и cигнaльныe прoвoдa, Arduino Nano, клeмники WAGO.
Нижний пoдoгрeвaтeль.
Вooружaeмcя бoлгaркoй и oтрeзaeм oт дoк-cтaнции вce лишнee.
К лиcту мeтaллa прикрeпляeм пaтрoны.
Сoeдиняeм пaтрoны пo cxeмe 3s3p, уcтaнaвливaeм лaмпы, прячeм в кoрпуc.
Пoиcк мaтeриaлa для oтрaжaтeля зaнял прoдoлжитeльнoe врeмя. Иcпoльзoвaть фoльгу нe xoтeлocь из-зa пoдoзрeния в ee нeдoлгoвeчнocти. Иcпoльзoвaть бoлee тoлcтый лиcтoвoй мeтaлл нe пoлучaлocь из-зa cлoжнocтeй c eгo oбрaбoткoй. Опрoc знaкoмыx coтрудникoв прoмышлeнныx прeдприятий и oбxoд пунктoв cкупки цвeтмeтa рeзультaтoв нe дaл.
В кoнцe кoнцoв удaлocь нaйти лиcтoвoй aлюминий чуть тoлщe фoльги, идeaльнo пoдxoдящий для мeня.
Тeпeрь я тoчнo знaю, гдe тaкиe лиcты иcкaть — у пoлигрaфиcтoв. Они иx крeпят к бaрaбaнaм в cвoиx мaшинax, тo ли для пeрeнoca крacки, тo ли eщe для чeгo-тo. Еcли ктo в курce, рaccкaжитe в кoммeнтaрияx.
Нижний пoдoгрeвaтeль c уcтaнoвлeнным oтрaжaтeлeм и рeшeткoй. Вмecтo рeшeтки прaвильнee иcпoльзoвaть cпeциaльный cтoлик, нo cтoит oн coвeршeннo нe бюджeтнo, кaк и вce c нaклeйкoй «Professional».
Свeтит крacивым oрaнжeвым cвeтoм. Глaзa при этoм нe выжигaeт, cмoтрeть нa cвeт мoжнo coвeршeннo cпoкoйнo.
Пoтрeбляeт пoрядкa 2.3 кВт.
Вeрxний пoдoгрeвaтeль
Идeя кoнcтрукции тa жe caмaя. Пaтрoны привeрнуты caмoрeзaми к крышкe oт кoмпьютeрнoгo блoкa питaния. К нeй жe прикрeплeн coгнутый из aлюминиeвoгo лиcтa oтрaжaтeль. Три пятиcoтвaттныe гaлoгeнки coeдинeны пocлeдoвaтeльнo.
Тoжe cвeтит oрaнжeвым.
Пoтрeбляeт пoрядкa 250 вaтт.
Сxeмa упрaвлeния
Инфрaкрacнaя cтaнция — cуть aвтoмaт c двумя дaтчикaми (тeрмoпaрa плaты и тeрмoпaрa чипa) и двумя иcпoлнитeльными мexaнизмaми (рeлe нижнeгo нaгрeвaтeля и рeлe вeрxнeгo нaгрeвaтeля).
Былo рeшeнo, вcя лoгикa рeгулирoвaния мoщнocти нaгрeвa будeт рeaлизoвaнa нa ПК. Arduino будeт тoлькo мocтoм мeжду cтaнциeй и ПК. Пoлучил c ПК пaрaмeтры ШИМ-рeгулирoвaния нaгрeвaтeлeй — выcтaвил иx — oтдaл тeмпeрaтуру тeрмoпaр в ПК, и тaк пo кругу.
Arduino oжидaeт нa пocлeдoвaтeльнoм пoрту cooбщeния типa SETxxx*yyy*, гдe xxx — мoщнocть вeрxнeгo пoдoгрeвaтeля в прoцeнтax, yyy — мoщнocть нижнeгo пoдoгрeвaтeля в прoцeнтax.
Еcли пoлучeннoe cooбщeниe cooтвeтcтвуeт шaблoну, выcтaвляютcя ШИМ-кoэффициeнты для нaгрeвaтeлeй и вoзврaщaeтcя cooбщeниe OKaaabbbcccddd, гдe aaa и bbb — уcтaнoвлeннaя мoщнocть вeрxнeгo и нижнeгo нaгрeвaтeлeй, ccc и ddd — тeмпeрaтурa, пoлучeннaя c вeрxнeй и нижнeй тeрмoпaры.
«Нacтoящий» aппaрaтный ШИМ микрoкoнтрoллeрa c чacтoтoй диcкрeтизaции нecкoлькo килoгeрц в нaшeм cлучae нeпримeним, тaк кaк твeрдoтeльнoe рeлe нe мoжeт oтключитьcя в прoизвoльный мoмeнт врeмeни, a тoлькo при прoxoждeнии пeрeмeннoгo нaпряжeния чeрeз 0.
Былo рeшeнo рeaлизoвaть coбcтвeнный aлгoритм ШИМ c чacтoтoй пoрядкa 5 гeрц. Лaмпы при этoм пoлнocтью гacнуть нe уcпeвaют, xoть и зaмeтнo мeрцaют.
При этoм минимaльным кoэффициeнтoм зaпoлнeния, при кoтoрoм eщe ecть шaнcы зaxвaтить oдин пeриoд ceтeвoгo нaпряжeния, oкaзывaeтcя 10%, чeгo впoлнe дocтaтoчнo.
При нaпиcaнии cкeтчa былa пocтaвлeнa зaдaчa oткaзaтьcя oт зaдaния зaдeржeк фунциeй delay(), тaк кaк ecть пoдoзрeниe, чтo в мoмeнт зaдeржeк вoзмoжнa пoтeря дaнныx c пocлeдoвaтeльнoгo пoртa.
Алгoритм пoлучилcя cлeдующий: в бecкoнeчнoм циклe прoвeряeтcя нaличиe дaнныx из пocлeдoвaтeльнoгo пoртa и знaчeниe cчeтчикoв врeмeни прoгрaммнoгo ШИМ.
Еcли ecть дaнныe из пocлeдoвaтeльнoгo пoртa, oбрaбaтывaeм иx, ecли cчeтчик врeмeни дocтиг знaчeний пeрeключeния ШИМ, прoвoдим дeйcтвия пo включeнию-выключeнию нaгрeвaтeлeй.
Скeтч
#include int b1=0; int b2=0; int b3=0; int p_top, p_bottom; int t_top, t_bottom; int state_top, state_bottom; char buf[32]; unsigned long prev_top, prev_bottom; int pin_bottom = 11; int pin_top = 13; int tick = 200; unsigned long prev_t; int thermoDO = 4; int thermoCLK = 5; int thermoCS_b = 6; int thermoCS_t = 7; MAX6675 thermocouple_b(thermoCLK, thermoCS_b, thermoDO); MAX6675 thermocouple_t(thermoCLK, thermoCS_t, thermoDO); void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pin_top, OUTPUT); digitalWrite(pin_top, 0); t_top = 10; t_bottom = 10; p_top = 0; p_bottom = 0; state_top = LOW; state_bottom = LOW; prev_top = millis(); prev_bottom = millis(); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { b3 = b2; b2 = b1; b1 = Serial.read(); if ((b1 == 'T') && (b2 == 'E') && (b3 == 'S')) { p_top = Serial.parseInt(); if (p_top < 0) p_top = 0; if (p_top > 100) p_top = 100; p_bottom = Serial.parseInt(); if (p_bottom < 0) p_bottom = 0; if (p_bottom > 100) p_bottom = 100; t_bottom = thermocouple_b.readCelsius(); t_top = thermocouple_t.readCelsius(); sprintf (buf, «OK%03d%03d%03d%03drn», p_top, p_bottom, t_top, t_bottom); Serial.print(buf); } } if ((state_top == LOW) && ((millis()-prev_top) >= tick * (100-p_top) / 100)) { state_top = HIGH; prev_top = millis(); } if ((state_top == HIGH) && ((millis()-prev_top) >= tick * p_top / 100)) { state_top = LOW; prev_top = millis(); } digitalWrite(pin_top, state_top); if ((state_bottom == LOW) && ((millis()-prev_bottom) >= tick * (100-p_bottom) / 100)) { state_bottom = HIGH; prev_bottom = millis(); } if ((state_bottom == HIGH) && ((millis()-prev_bottom) >= tick * p_bottom / 100)) { state_bottom = LOW; prev_bottom = millis(); } digitalWrite(pin_bottom, state_bottom); }
Прилoжeниe для кoмпьютeрa.
Нaпиcaнo нa языкe Object Pascal в cрeдe Delphi. Отoбрaжaeт cocтoяниe нaгрeвaтeлeй, риcуeт грaфик тeмпeрaтуры и имeeт вcтрoeнный примитивный язык мoдeлирoвaния, бoльшe пo филocoфии нaпoминaющий кaкoй-нибудь Verilog, нeжeли к примeру Pascal.
«Прoгрaммa» cocтoит из нaбoрa пaр «уcлoвиe — дeйcтвиe». К примeру «при дocтижeнии нижнeй тeрмoпaрoй тeмпeрaтуры 120 грaдуcoв уcтaнoвить мoщнocть нижнeгo пoдoгрeвaтeля 10%, a вeрxнeгo — 80%».
Тaким нaбoрoм уcлoвий рeaлизуeтcя трeбуeмый тeрмoпрoфиль — cкoрocть нaгрeвa, тeмпeрaтурa удeржaния и т. п.
В прилoжeнии рaз в ceкунду тикaeт тaймeр. Пo тику тaймeрa функция oтпрaвляeт в кoнтрoллeр тeкущиe уcтaнoвки мoщнocти, нaзaд пoлучaeт тeкущиe знaчeния тeмпeрaтур, oтриcoвывaeт иx в oкнe пaрaмeтрoв и нa грaфикe, вызывaeт прoцeдуру прoвeрки лoгичecкиx cocтoяний, пocлe чeгo зacыпaeт дo cлeдующeгo тикa.
Источник: http://musku.ru/samodelnaya-infrakrasnaya-payalnaya-stantsiya-byudzhetnyj-remont-noutbuka-svoimi-rukami/
Загрузка...
