Oven Reflow DIY Dengan Reflowduino: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Reflowduino adalah papan pengontrol all-in-one yang kompatibel dengan Arduino yang saya rancang dan bangun secara pribadi, dan dapat dengan mudah mengubah oven pemanggang roti menjadi oven reflow PCB! Ini olahraga mikroprosesor ATmega32u4 serbaguna dengan antarmuka pemrograman micro USB, antarmuka termokopel tipe MAX31855 K terintegrasi dengan penyaringan kebisingan, Bluetooth Low Energy (BLE 4.0) untuk komunikasi yang mudah dengan perangkat seluler, pengisian baterai LiPo dan indikasi status, solid-opsional relay negara, dan buzzer piezo untuk memainkan lagu tema favorit Anda. Lebih baik lagi, saya telah merilis semua ini sebagai sumber terbuka sepenuhnya untuk dinikmati semua orang, termasuk file EAGLE PCB, kode contoh Arduino IDE, contoh aplikasi Android untuk kontrol Bluetooth, dan tutorial lengkap tentang cara memodifikasi oven pemanggang roti untuk memulai memasak '!

Jika Anda ingin memesan Reflowduino atau Modul Relai Sidekick, silakan kunjungi situs web saya!

Untuk dokumentasi lengkap, file sumber, skema, dan informasi lebih lengkap tentang Reflowduino, silakan kunjungi halaman Github resmi di sini.

Sekarang mari kita mulai!

Langkah 1: Kumpulkan Bagian Anda

Daftar Suku Cadang

• Reflowduino Pro ORReflowduino Basic + relai solid-state (saya akan menggunakan modul relai Sidekick)
• Termokopel tipe-K (disertakan dengan Reflowduino)
• Sumber daya Reflowduino: baterai LiPo, USB mikro 5V (dari laptop atau adaptor), atau keduanya!
• Oven pemanggang roti ATAU hot plate (saya menggunakan oven pemanggang roti 1100W ini saat harganya sekitar $20)
• Obeng (untuk membongkar oven pemanggang roti)
• Obeng pipih kecil (untuk terminal sekrup)
• Ponsel cerdas atau perangkat berkemampuan Bluetooth. Saat ini hanya aplikasi versi Android yang tersedia
• Opsional: laptop untuk mengumpulkan dan membuat grafik data secara real time melalui Excel! Anda harus menghubungkan Reflowduino ke laptop melalui micro USB agar ini berfungsi.

Item berikut ini diperlukan hanya jika Anda ingin melakukan banyak penyesuaian pada pembuatan oven reflow Anda (tidak diperlukan dalam banyak kasus):

• Pemotong kawat
• Besi solder dan solder
• Kawat 14-18 AWG (kawat terdampar lebih mudah ditangani)
• Tabung panas menyusut berukuran tepat untuk kabel isolasi. Tergantung pada pengaturan Anda.
• Kacamata pengaman (tetap aman, kita berurusan dengan voltase listrik di sini!)
• Sarung tangan (lembaran logam oven pemanggang roti bisa tajam dan dikendarai dengan sekrup yang mencuat ke mana-mana!)

Penafian Keamanan: Jika Anda seorang pemula dalam elektronik atau tidak memiliki pengalaman yang tepat untuk bekerja dengan tegangan listrik, saya sarankan Anda tidak mengacaukannya, berkonsultasilah dengan profesional, atau terus belajar sampai Anda cukup mahir ! Saya tidak bertanggung jawab atas segala kecelakaan yang mungkin terjadi karena penyalahgunaan PCB Reflowduino atau komponen terkait dan sistem kelistrikannya (termasuk daya utama, panel pemutus, dll). Ambil semua tindakan pencegahan keselamatan yang diperlukan. Selain itu, Anda tidak disarankan menggunakan alat yang sama untuk mengalirkan kembali PCB seperti memasak makanan untuk konsumsi. Hal ini dapat menyebabkan keracunan makanan, terutama jika Anda menggunakan solder bertimbal untuk PCB Anda. Anda bertanggung jawab penuh atas tindakan Anda, dan melakukannya dengan risiko Anda sendiri!

Yang sedang berkata, DIY pergi teman-teman saya … bersenang-senang dan tetap aman!

Reflowduino & Sidekick

CATATAN: Sekarang ada juga modul tambahan yang disebut "Reflowduino32" untuk papan pengembangan ESP32 untuk juga mengontrol oven reflow secara nirkabel. Silakan lihat halaman Reflowduino Github untuk dokumentasi lengkap, serta tutorial oven reflow ESP32 ini!

Pertama-tama, ada dua versi Reflowduino: Basic dan Pro, dan tergantung pada aplikasi khusus Anda, Anda mungkin ingin memilih satu atau yang lain. Selanjutnya, saya membuat modul relai solid-state praktis yang disebut Solid-State Sidekick yang menangani semua kabel listrik untuk Anda dan sepenuhnya menghilangkan kebutuhan untuk menyolder apa pun. Cukup colokkan alat langsung ke Sidekick serta dua kabel input relai dari Reflowduino dan Anda sudah siap!

Di bawah ini adalah ringkasan opsi yang tersedia:

1. Reflowduino Pro
2. Reflowduino Basic + Sidekick Solid-State
3. Reflowduino Basic + relai solid-state lainnya (pilih sendiri)
4. Papan lain yang kompatibel dengan Arduino + antarmuka termokopel + termokopel + modul Bluetooth + Solid-State Sidekick (atau relai lainnya) + "ransel" baterai LiPo (opsional)

Opsi pertama dilengkapi dengan relai yang sudah terpasang pada Reflowduino. Ini adalah pilihan yang bagus untuk mengendalikan oven pemanggang roti atau hot plate, terutama jika Anda ingin menyolder kabel sendiri dan menghemat uang.

Opsi kedua sejauh ini merupakan opsi termudah (dan teraman) dan tidak memerlukan penyolderan atau penyesuaian alat kecuali Anda benar-benar menginginkannya karena modul relai Sidekick memiliki relai solid-state serta semua ketentuan untuk Anda cukup hubungkan semuanya dengan mencolokkannya. Ya, Anda tidak salah dengar! Ini berarti Anda dapat mengontrol oven pemanggang roti tanpa membukanya!

Opsi ketiga adalah jika Anda lebih suka memilih relai solid-state Anda sendiri, mungkin dengan kapasitas arus yang lebih tinggi atau karena alasan lain seperti konfigurasi pemasangan khusus (siapa tahu?).

Opsi terakhir adalah bagi mereka yang mungkin sudah memiliki banyak bagian dan ingin menyatukan sesuatu dengan cepat tanpa membeli sesuatu yang baru, yang juga tidak masalah! Anda dapat menggunakan Arduino bersama dengan sesuatu seperti papan breakout termokopel ini dan tentu saja, termokopel itu sendiri. Untuk menggunakan aplikasi demo, Anda juga memerlukan modul Bluetooth HM-10 kecuali jika Anda ingin meninggalkan komunikasi nirkabel dan tetap menggunakan grafik data di Excel melalui komputer. Perhatikan bahwa tergantung pada bagian mana yang Anda pilih, Anda mungkin harus mengubah kode demo agar sesuai dengan kebutuhan Anda.

Sumber daya:

• Klik di sini untuk spesifikasi cepat Reflowduino.
• Klik di sini untuk deskripsi pinouts Reflowduino

Relai Keadaan Padat

Jika Anda menggunakan Reflowduino Pro, Anda dapat melewati bagian ini, tetapi jika Anda menggunakan Reflowduino Basic, Anda harus mendapatkan Sidekick atau memilih modul relai Anda sendiri. Saat memilih milik Anda sendiri, periksa hal-hal berikut:

• Jenis Relai: harus solid-state, bukan hanya relai kontak konvensional. Anda MUNGKIN bisa lolos dengan relai konvensional untuk aplikasi khusus kami (karena kami akan menggunakan kontrol proporsi waktu, bukan PWM kontinu) tetapi itu tidak dijamin atau direkomendasikan. Juga, Anda akan mendengar "klik" relai setiap kali beralih, yang dapat mengganggu.
• Opto-isolasi: cari yang terisolasi secara optik untuk keamanan. Ini berarti Anda dapat yakin bahwa Arduino Anda tidak akan tersengat oleh 120V/240VAC!
• Tegangan Kontrol: harus kompatibel dengan 3.3V atau 5V
• Peringkat Output: perlu menangani jumlah arus yang akan digunakan alat Anda. untuk peralatan AS apa pun (digunakan secara legal), 15A/120VAC adalah semua yang Anda perlukan sejak pemutus trip pada 15A.

Relay solid-state opto-isolated Reflowduino Pro memiliki tegangan kontrol 3-15VDC dan dapat menangani hingga 25A/240VAC dengan pendinginan konveksi yang tepat. Dalam keadaan normal dapat menangani 10A/240VAC, atau 20A/120VAC yang akan cukup baik untuk semua peralatan AS dan harus memadai untuk sebagian besar peralatan 240VAC.

Sumber daya:

Lembar spesifikasi solid-state relay PF240D25R Reflowduino

Oven pemanggang roti atau Hot Plate

Saat memilih oven pemanggang roti, penting untuk memilih yang ukurannya tepat untuk aplikasi Anda karena lebih kecil sama dengan efisiensi yang lebih tinggi dalam hal pemanasan! Namun, yang lebih besar juga akan berfungsi, cukup periksa ulasannya untuk memastikan itu tidak sepenuhnya sampah. Saya pribadi membeli yang ini dari Walmart dengan harga sekitar $21 termasuk pajak saat sedang dijual.

Ini juga merupakan ide yang baik untuk memastikan Anda memiliki baki logam datar untuk dudukan PCB. Banyak oven pemanggang roti (termasuk yang saya beli!) dilengkapi dengan nampan yang memiliki tonjolan dan pola panggangan di atasnya, dan ini jelas tidak ideal untuk reflow PCB karena menyebabkan ketidakseragaman termal di seluruh PCB. Namun, saya beruntung karena baki tetesan sempurna untuk apa yang saya butuhkan, jadi saya hanya membuang panggangan logam dan panci masak yang menyertainya.

Untuk pelat panas, sama pentingnya untuk memilih pelat dengan permukaan datar. Kebanyakan pelat panas memiliki area melingkar tersembunyi di tengah pelat yang tidak diinginkan, jadi cobalah untuk meminimalkan area ini sehingga Anda memiliki ruang yang paling berguna untuk menempatkan PCB Anda. Juga, pilih hot plate yang hanya memiliki satu kenop (kontrol suhu) karena dengan cara ini Anda bahkan tidak perlu membukanya untuk mengubah kabel!

Untuk info lebih lanjut tentang topik ini, silakan lihat halaman wiki Github.

Langkah 2: Hubungkan

Sekarang setelah Anda memiliki bagian-bagiannya, saatnya untuk memasang semuanya! Ada banyak cara untuk menguliti oven pemanggang roti, jadi dengarkan dan pastikan untuk membaca penafian keselamatan yang disebutkan sebelumnya!

Piring panas

Untuk peralatan apa pun, prinsip utamanya adalah mengganti kabel hidup dari kabel listrik dengan menempatkan relai secara seri dengan kabel hidup dan memotong kenop kontrol alat jika diperlukan. Untuk hot plate dengan satu kenop kontrol suhu, Anda bahkan tidak perlu mengubah hot plate itu sendiri; Anda cukup memutar kenop ke TINGGI (pengaturan maks) dan Anda siap melakukannya! Ini memastikan bahwa hot plate akan diberi daya (kontak di dalam hot plate akan ditutup) saat relai dihidupkan.

Untuk pemasangan permanen, Anda dapat memotong kabel daya dan menyambungkannya, atau Anda dapat melakukannya dari kontak kabel daya. Sekali lagi, selalu pastikan untuk mengisolasi semua koneksi dengan benar. Ikuti skema umum pada gambar pertama dan Anda harus siap untuk melakukan reflow!

Harap dicatat bahwa saya menggunakan klip buaya dan kabel listrik lain (dengan klip buaya di ujungnya) hanya untuk menguji. Ini tidak disarankan dan hanya boleh digunakan untuk pengujian sementara. Untuk instalasi yang lebih permanen, Anda harus menyolder dan mengisolasi semuanya atau menggunakan Sidekick untuk menyambungkan semuanya.

Oven pemanggang roti

Oven pemanggang roti dikendalikan menggunakan konsep yang sama persis dengan hot plate di mana Anda biasanya dapat mengontrolnya tanpa menyentuh kabel hanya dengan memaksimalkan kenop suhu, memutar pengaturan ke "Panggang" sehingga kedua filamen pemanas menyala, dan memaksimalkan keluarkan pengatur waktu. Tergantung pada pemanggang rotinya, Anda mungkin juga memiliki fitur "Stay On" sehingga Anda tidak perlu khawatir timer akan habis!

Namun, jika Anda masih ingin membongkarnya, mengubah kabel untuk melewati kenop dan menambahkan kontrol khusus atas nama sains, Anda masih bisa! Untungnya bahkan jika Anda ingin membongkarnya, prinsip umumnya masih sangat sederhana: Anda harus melepaskan semua kenop yang terhubung ke kabel hidup dan memasang semua filamen pemanas ke kabel hidup sehingga mereka menyala dengan kekuatan penuh dengan benar. saat Anda mencolokkan kabel daya ke dinding.

Dalam Instruksi ini saya tidak akan meluangkan waktu untuk membahas ini, tetapi Anda dapat melihat bagaimana saya mengubah oven pemanggang roti saya di wiki Github saya.

Langkah 3: Pengaturan Perangkat Lunak

Sekarang setelah Anda menyiapkan semua perangkat keras, mari kita lihat cara menyiapkan perangkat lunak.

Pengaturan Aplikasi

Lihat instruksi ini tentang cara menginstal aplikasi demo Reflowduino dan cara mengimpor data yang disimpan ke Excel dari aplikasi.

Ringkasan singkat:

• Aplikasi ini saat ini hanya untuk Android dan sepenuhnya open-source!
• Aplikasi ini menampilkan suhu secara real time dan membuat grafiknya setelah proses reflow dimulai.
• Aplikasi ini juga menyimpan data setelah proses reflow selesai atau dibatalkan dan data dapat diimpor ke Excel untuk analisis!

Pengaturan Arduino IDE

Lihat instruksi ini untuk menyiapkan Arduino IDE dan menginstal perpustakaan yang diperlukan.

Ringkasan singkat:

• Muat kode "Reflowduino_Demo", pilih "Adafruit Feather 32u4" di bawah Tools -> Boards di Arduino IDE.
• Kompilasi hanya untuk memastikan Anda telah menginstal semua perpustakaan dengan benar.
• Unggah kode ke Reflowduino, dan ingat bahwa Anda mungkin harus menekan tombol reset pada Reflowduino jika Arduino IDE mulai mencari port.

Demo Reflowduino

Lihat petunjuk ini tentang cara menggunakan kode Demo Reflowduino.

Ringkasan singkat:

• Sketsa Demo Reflowduino memungkinkan Reflowduino Anda bekerja sama dengan aplikasi demo melalui Bluetooth.
• Reflowduino membaca suhu dari termokopel dan mengirimkan data ke aplikasi melalui Bluetooth setiap 2 detik.
• Reflowduino menggunakan kontrol proporsi waktu PID untuk mengontrol relai solid-state selama proses reflow.
• Untuk operasi mandiri, beri komentar pada baris yang memiliki " while (!Serial) delay(1);" yang menunggu koneksi serial dibuat sebelum menjalankan kode aktual.
• Anda dapat membuat Reflowduino bertindak sebagai keyboard dengan mengatur variabel "enableKeyboard" menjadi true di dekat bagian atas sketsa untuk digunakan dengan file demo Excel ini. Ini akan membuat Reflowduino "mengetik" data ke Excel secara real time saat terhubung melalui USB. Pastikan saja ketika Anda memulai proses reflow kursor Anda berada di sel pertama yang tersedia (A2) di Excel!

Video Demo

• Video ini menunjukkan data yang dimasukkan ke Excel oleh Reflowduino.
• Video ini menunjukkan pengoperasian umum aplikasi dan pengaturan perangkat keras dengan oven pemanggang roti.
• Video ini menunjukkan apa yang terjadi di akhir proses reflow.

Sumber daya

• Anda selalu dapat menemukan kode Arduino dan file demo Excel terbaru untuk entri data waktu nyata di Github
• Anda juga dapat menemukan file aplikasi Android terbaru di Github

Langkah 4: Hasil & Kesimpulan

Hasil

Terlampir adalah beberapa closeup papan yang saya reflow menggunakan Reflowduino dan beberapa pasta solder suhu rendah dengan suhu reflow diatur ke 155 ° C (pasta solder khusus ini tampaknya mengalir kembali pada suhu yang lebih rendah daripada 165 ° C yang direkomendasikan, dan Saya mengamati bahwa gerakan reflow mulai terjadi pada sekitar 125°C daripada pada "suhu leleh" 138°C yang diiklankan. Sambungan soldernya sempurna, dan saya tidak bisa meminta yang lebih baik!

Membuat Papan Anda Sendiri

Desain PCB: Untuk mendesain PCB, saya pribadi menggunakan Autodesk EAGLE yang merupakan alat gratis namun kuat yang memungkinkan Anda membuat PCB berkualitas dengan cepat! Ini juga memiliki beberapa fitur yang sangat keren seperti menyinkronkan model 3D PCB Anda ke dan dari Fusion 360.

Prototipe PCB: Untuk prototipe cepat dan terjangkau, saya menemukan bahwa OSH Park menawarkan kualitas terbaik. Mereka menggunakan proses bebas timah yang disebut ENIG yang benar-benar melapisi kontak sehingga mereka akan terlihat bagus untuk waktu yang sangat lama!

Perakitan PCB: Gunakan Reflowduino Anda untuk merakit papan!

Kesimpulan

Secara keseluruhan, Reflowduino adalah perangkat keras yang sempurna untuk mengendalikan oven pemanggang roti atau piring panas! Dengan Reflowduino Pro Anda dapat membuat oven reflow yang berfungsi penuh dengan semua lonceng dan peluit dengan harga sedikit di atas $100 (dengan oven pemanggang roti $20). Anda dapat melihat beberapa komentar teknis lainnya di sini.

Jika Anda menyukai proyek ini, silakan beri komentar di bawah dan jangan ragu untuk mengajukan pertanyaan, memberikan saran, atau memberikan umpan balik yang membangun! Jika Anda ingin melihat sesuatu yang dibuat, silakan merujuk terlebih dahulu daftar tugas untuk perbaikan yang sedang dipertimbangkan. Saat ini saya sedang dalam proses mengumpulkan segalanya untuk memulai kampanye Indiegogo, jadi tolong sebarkan beritanya!

Sekali lagi, terima kasih atas semua dukungannya, dan saya tidak dapat melakukan ini tanpa semua orang yang telah memberikan upaya mereka sendiri kepada semua orang!

• Jika Anda menyukai proyek ini, silakan bagikan, tambahkan hati, dan pilih Reflowduino!
• Jika Anda mereplikasi proyek ini, silakan bagikan hasil Anda dan tips apa pun yang mungkin berguna bagi orang lain!
• Anda mungkin juga tertarik dengan tutorial lanjutan yang saya buat tentang penggunaan ESP32 dan modul tambahan Reflowduino32 yang baru!
• Jika Anda memiliki pertanyaan, komentar, atau masalah, jangan ragu untuk bertanya atau membagikannya!

~Tim