Reflow pečica domače izdelave

[s54mtb]

Kitajska ponudba tiskanin, kjer za drobiž dodajo še masko za tisk spajke je botrovala, da praktično vsa tiskana vezja naročam skupaj s spajkalno masko. Tudi pasta se dobi zelo pocveni (par EUR za 100g, več se ne splača jemati, ker se prehitro posuši, a o tem kdaj drugič). Za pretaljevanje spajke uporabljam star opekač kar z industrijskim PID krmilnikom, ki ga nastavim na 280°C. Ker ni izolacije in ponavadi spajkam le po eno ploščico naenkrat, je to "še kar". Ko odprem vrata in dam ploščico notri, se notranjost ohladi in skozi steklo na vratih gledam, kdaj komponente "zaplavajo".

Seveda to ni tehnološko najboljši postopek in za običajne velikosti komponent povsem zadošča. Ker pa gredo dimenzije in gostote vezij v vedno zahtevnejše izvedbe, sem si zaželel "pravo" reflow pečico, ki bi znala narediti vsaj približen temperaturni profil z ustreznimi intervali po specifikaciji za spajkalno pasto. Tu seveda tak enostaven toaster odpove. Pa sem malo pregledoval ponudbo in našel kar nekaj primernih kandidatk reflow peči. Pri vsaki pa me je nekaj motilo. Ali je bila prevelika, ali je bila potrebna menjava elektronike, ali pa je bila predraga. Podobno kot se je to zgodilo pri DIY spajkalniku, sem tudi tukaj ceno postavil med nižje prioritete...

Tule bom opisal to, kar sem do sedaj naredil, pa tudi pokazal fotografije in še kaj dopisal o vsem. Ne mislim se ukvarjati s kakim "skupnim" projektom, ne bom pa imel nič proti, če se najde kdo, ki bi želel vse skupaj ponoviti v enem kosu ali pa v 100 kosih.

Za začetek nekaj izhodiščnih zahtev:
- velikost "ranga" srednjega namiznega inštrumenta, da ne zasede preveč
- notranjost v rangu "dvojne evropa kartice", torej 160x240
- spajkanje z 280°C profilom ali manj (pokrivanje tudi kakih bolj eksotičnih past)
- višina do 40mm
- vse v enem kosu
- spredaj naj ima steklo, da se vidi notranjost
- cena pod 150 EUR

[s54mtb]

Za začetek nekaj najbolj zanimivih zaznamkov iz dolgega nabora, ki sem jih pregledal. Večina je okrog predelav toasterjev.

Predelave toasterja:
Making a SMD Reflow Oven: https://www.instructables.com/id/Making ... flow-Oven/
Building a reflow oven: http://whizoo.com/reflowoven
Reflow oven insulation: https://lowpowerlab.com/2013/09/06/refl ... nsulation/
electric imp reflow oven: http://mjkuwp94.tumblr.com/ReflowOven
reflow oven controller with sourcecode: https://www.rcgroups.com/forums/showthr ... sourcecode
Open Vapors – Open Source Toaster Reflow Oven: https://www.baldengineer.com/reflow-oven.html
Reflow oven controller - https://danstrother.com/2011/01/15/refl ... ontroller/



Kontrolerji temperaturnega profila:
Reflow Oven Controller Shield (Arduino Compatible): http://www.rocketscream.com/blog/produc ... ompatible/
Reflow Oven Controller (Tindie/github): https://github.com/trueserve/reflowOvenController
Tiny PID controller to control the temperature of anything! https://hackaday.io/project/2638-therm/ ... nd-running
Android reflow controller: http://andybrown.me.uk/2015/07/12/awreflow2/
picoReflow: https://github.com/apollo-ng/picoReflow
ESTechnical Reflow Oven Controller source code and instructions https://github.com/estechnical/reflowOvenController
Reflowduino - Wireless Reflow Controller Ecosystem: https://hackaday.io/project/27900-reflo ... -ecosystem
Controleo3: https://github.com/engineertype/Controleo3
Open source cortex M0 reflow owen controller: http://andybrown.me.uk/2014/05/11/awreflow/
TempDoctor Reflow Oven Controller: https://zenontech.wordpress.com/2018/04 ... ontroller/
Reflow timer: https://jeelabs.org/tag/reflow/


PID:
STM32F4 Discovery, Libraries and tutorials for STM32Fxxx series by Tilen Majerle, Project 03- STM32F4xx PID controller: https://stm32f4-discovery.net/2014/11/p ... ontroller/
pid without phd: https://www.wescottdesign.com/articles/ ... utAPhd.pdf


Teorija:
HEAT CONDUCTIONEQUATION: http://cecs.wright.edu/~sthomas/htchapter02.pdf

[s54mtb]

Vse skupaj sem začel z iskanjem grelcev. To je po mojem najzahtevnejši del, saj je cenovno zelo velik razpon. Kvalitetni grelci, ki so namenjeni takim pečem se pričnejo pri nekaj 10 EUR po "palčki". Toliko seveda ne nameravam dati, saj taka pečica ne bo namenjena uporabi v proizvodnji po 8 ur dnevno in vse dni v tednu. Na ebayu in pri ostalih kitajcih sem našel najcene za 9-12 EUR po kosu, čemur je potrebno prišteti še podnožja in priključne žice. Potem sem malo pobrskal pri naših prodajalcih in našel tole:

IMG_20190307_221454.jpg

Iskra halogenski grelnik HH09: https://www.mimovrste.com/infrardeci-gr ... elnik-hh09
Cena 24 EUR

hh09.JPG

Tako sem dobil 4 grelce (predvidoma za 2 peči) s podstavki in upam, da dovolj teflonskih kablov za vse kritične dele (kjer bo vroče)

[s54mtb]

Seveda tole ni ostalo dolgo skupaj. Odviti sem moral natanko 29 knipingov, da sem prišel do notranjosti, kjer se je skrivalo 8 tehle keramičnih kotaktnih podnožij:

IMG_20190307_221621.jpg

štirje grelni elementi

IMG_20190307_225323.jpg

kar nekaj teflonskih žic, nekaj ročnih stikal in celo motorček, ki obrača vse skupaj (in ga bom uporabil za mešanje zraka).

IMG_20190307_221525.jpg

[s54mtb]

Sledilo je nekaj "reverse inženiringa", predvsem pri montaži nosilcev za grelce:

IMG_20190307_230228.jpg

S "sheet metal" orodjem v solidworksu sem najprej pripravil osnutek notranjega dela:

notranjidel.JPG

Tole je končna oblika, primerna za vgradnjo:

notranjidel1.JPG

[s54mtb]

Sledilo je modeliranje nosilca

aluminasocket.JPG

in kurišče je nared...

kuri[;e.JPG

[s54mtb]

Potem sem zmodeliral ventilator. Tega sem naredil v obliki vodoravne turbine, ker tako zasede manj prostora.

Začel sem z lopatico:

lopatica.JPG

za celotni mlinček bodo potrebne 4 take, ki se samo privijejo med sabo in nastane ventilator:

bentilator.JPG

[s54mtb]

Kar nekaj časa sem porabil z iskanjem rešitve okrog izolacije. Od raznih perlitov, šamotov, vulkanskih opek, ... Na koncu sem se odločil za enostavno 20mm debelo stekleno volno. Celotne izolacije sem namenil 40mm, kar je po hitrem izračunu povsem dovolj, tudi če se bo spajkalo večkrat zaporedoma, bo pečica še vedno lahko stala na mizi, ne da bi se kaj vžgalo ali stalilo. Na sprednji strani sem nareil stopničast prehod, kamor bodo prišla vrata:

iyolacija.JPG

[s54mtb]

Kurišču sem dodal še strop, ki bo usmerjal zrak mimo grelcev naokoli:

kuri.JPG

Sledila je še konstrukcija vrat s steklom. Ker imam od menjave stekla na kuhinjski pečici še dovolj lepila, sem predvidel kar uporabo visokotemperaturnega silikona za pritrjevanje steklenih delov na konstrukcijo. Bomo videli, kako se bo obneslo.

duur1.JPG

duur2.JPG

[s54mtb]

Dodal sem še zunanje ohišje, pladenj in ostale detajle.... Nastalo je tole:

ohi1.JPG

ohi2.JPG

pres1.JPG

[s54mtb]

Tule so pa še fajli (DXF), kdor bi dal izrezat pločevino:

sm.zip

V izdelavo (odrez na laser) sem dal kose po seznamu:

Koda: Izberi vse

1 kos: Flat pattern - dno.DXF
1 kos: Flat pattern - internal-base.DXF
4 kos: Flat pattern - lopatica.DXF
1 kos: Flat pattern - pokrov-elektronika.DXF
1 kos: Flat pattern - pokrov.DXF
1 kos: Flat pattern - sprednja.DXF
1 kos: Flat pattern - strop.DXF
1 kos: Flat pattern - tray.DXF
1 kos: Flat pattern - vrata.DXF
1 kos: Flat pattern - vrata2.DXF

En komplet z materialom pride 70 EUR + DDV.

Tule je še 3D model v parasolid in step formatu:

reflow-oven-by-S54MTB-rev2.zip

[s54mtb]

Od elektronike pa sem zaenkrat nabavil tole:

IMG_20190307_221653.jpg

https://www.makershop.de/module/relais/ ... lid-state/

IMG_20190307_221701.jpg

https://www.makershop.de/sensoren/tempe ... mokoppler/

Zadnje čase nabavljam "kitajsko" robo kar v makershop.de. Je dražje, ampak pride naslednji dan (max. 2 dni) in vedno je vse OK. Do sedaj še nisem dobil slabega kosa.


Stekla sem naročil pri lokalnem steklarju (kaljeno, upam, da bo OK). Ena šipa je 6, druga 8 EUR.

Zdaj pa čakam, da laser naredi svoje.

Do sedaj sem porabil za material:
70 aluminij z razrezom
24 iskrin "kalorifer"
12,9 za 2x termočlen+ADC MAX6675
12,7 za 2x SSR

če dam kalorifer na pol, sem še znotraj "proračuna": 107,6€

[Carko]

Zelo lepo. Pločevino nameravaš sam ukriviti?

[DusanK]

Tole je odlično! Če bo še delovalo po pričakovanjih pa sploh !
V prerezu ohišja se vidita grelca (žarnici), če sta to tista rdeča elementa. Kako blizu ploščice pa bodo potem te žarnice, da stopijo spajko? Nekaj cm ? Je to ta podatek "višina do 40mm"?

[Pobes]

Dobra ideja, a struktura je cela z aluminija? Meni konec meseca obnovijo laser, mogoče si bom izrezal en komplet.
Najtežhe v teh zadevah je naredit elektroniko.
Čakamo na nadaljevanje in zagon

[eldi2011]

Zelo lepo.
Mogoče bi bilo bolje, če bi bilo pod pladnjem nekaj prostora, da bi lahko zrak zakrožil.
Nad grelce bi lahko dal še reflektor, da ti prepreči pregrevanje stropa in izboljša izkoristek.
Gretje tu poteka primarno IR sevanje in sekundarno prenos toplote preko ogretega zraka. Enakomernost segrevanja se povečuje z razdaljo. Če boš imel težave z tem, bo treba senčiti
direktno pod grelcem Tako bo razmerje v prid sekundarnemu gretju. Je pa res, da ko bo segreto proti željeni temperaturi, bo delež IR precej manjši, kar bo pripomoglo k boljši enakomernosti segrevanja in s tem seveda k boljši regulaciji.
Termočlen bo verjetno nekje na pladnju ?
Še kontroler za nadzor krivulje, pa bo že kar blizu profi.

[s54mtb]

Zelo lepo. Pločevino nameravaš sam ukriviti?

Ja, sem dal nekaj dodatnih utorov za vodilo. Čeprav dobavitelj razreza pločevine ima tudi CNC krivilnik, vendar za prve kose bom sam, da vidim, če je kje še kaj za popravit.

[s54mtb]

Tole je odlično! Če bo še delovalo po pričakovanjih pa sploh !
V prerezu ohišja se vidita grelca (žarnici), če sta to tista rdeča elementa. Kako blizu ploščice pa bodo potem te žarnice, da stopijo spajko? Nekaj cm ? Je to ta podatek "višina do 40mm"?

Upam, da ne bo preblizu. Ja, tisti dve rdeči zadevi sta grelca.

[s54mtb]

Zelo lepo.
Mogoče bi bilo bolje, če bi bilo pod pladnjem nekaj prostora, da bi lahko zrak zakrožil.
Nad grelce bi lahko dal še reflektor, da ti prepreči pregrevanje stropa in izboljša izkoristek.
Gretje tu poteka primarno IR sevanje in sekundarno prenos toplote preko ogretega zraka. Enakomernost segrevanja se povečuje z razdaljo. Če boš imel težave z tem, bo treba senčiti
direktno pod grelcem Tako bo razmerje v prid sekundarnemu gretju. Je pa res, da ko bo segreto proti željeni temperaturi, bo delež IR precej manjši, kar bo pripomoglo k boljši enakomernosti segrevanja in s tem seveda k boljši regulaciji.
Termočlen bo verjetno nekje na pladnju ?
Še kontroler za nadzor krivulje, pa bo že kar blizu profi.

Pod pladnjem je nekaj prostora:
download/file.php?id=41671&mode=view

Trije spodnji "odvihki" na vsaki strani držijo pladenj na distanci od tal:
download/file.php?id=41660&mode=view

Zaslonka je bila pri original kaloriferju. To je eno tako satovje iz tanke pločevine. Postavljeno je bilo sicer za usmerjanje, ampak če bi dal pravokotno na smeri IR sevanja, bom s tem lahko spreminjal oz. malo zmanjšal direktno sevanje na ploščice.

Termočlen bom dal verjetno kar na en odslužen FR4, da bo čimbližje realnemu stanju na ploščici. To bo še stvar eksperimentov.

[Peter123]

Sam bi razmislil tudi o montaži grelca s spodnje strani. Pride prav v primeru da lotaš kaj v večjih ohišjih, da ti še "predgreje" pcb od spodaj. Je pa res da to bol molokrat rabim.

[Proteus]

A je kakšen poseben razlog, da si vzel tole:

https://www.makershop.de/module/relais/fotek-ssr-25-solid-state/

in ne tega;
https://www.makershop.de/module/relais/fotek-ssr-relais/
...ki ima krepko bolj prijazno krmilno napetost.

[s54mtb]

Napačen link. Krmiljenje je seveda s 3V dc.

[Proteus]

Na sliki, ki si jo pripel zgoraj, je isti kot pa na linku in ima izmenično krmiljenje od 80-240 VAC

[s54mtb]

Aja, pa res. Očitno sem slikal napačno vrečko. No, kaorkoli. Krmiljenje je 2,5 do 35V.

[eldi2011]

Mogoče še predal iz perforirane pločevine... Kaj podobnega z manjšimi špranjami:

[luccabrassi]

zanimive so te reflektivne folije ki dejansko omogočijo prostoru hitro segretje na željeno temp (radiacija) https://www.instructables.com/id/Making ... flow-Oven/

https://www.amazon.com/Design-Engineeri ... B0039Z5TUY

http://www.thermalprotectioninc.com/Hea ... Films.html

morajo pa biti triki pri sami konstrukciji te foliji (ponavadi je največje sranje v na videz najenostavnejših stvareh)

PS: a je niže pred časom delal trot/fogl https://www.elektronik.si/phpBB2/viewto ... low#504268

PS imam nekaj teflonske žice 1mm2

[borisz]

Marko, ne pozabi, da se mora na koncu hitro ohladiti.

[VolkD]

Ja potrebno bo dodati še ventilator z dovajanjem svežega zraka.

[s54mtb]

IMG_20190314_003358.jpg

IMG_20190314_003155.jpg

IMG_20190314_003314.jpg

[kobranka]

Eno vprašanje, ki se mi poraja. Kako dober izolator bi bila tista folija iz prve pomoči? Tega se nam je nabralo skozi leta kar nekaj. Čudim se, da niso še škarjam napisali datum uporabe, tudi folja ima po novem datum uporabe.

[VolkD]

Morda bi bilo dobro dati eloksirat, samo nimam tu kakega poceni mojstra

Zagotovo prideš občasno v Ljubljano. Pravzaprav se da dogovorit tudi za po pošti.

Svetek

[s54mtb]

Morda bi bilo dobro dati eloksirat, samo nimam tu kakega poceni mojstra

Zagotovo prideš občasno v Ljubljano. Pravzaprav se da dogovorit tudi za po pošti.

Svetek

Kako je pa s pripravo? Pločevina je v celoti "lepe" površine brez izrazitih raz. So pa robovi dokaj ostri, ker je odrezano z laserjem in je perfektno pravi kot brez vseh ostankov.

[VolkD]

To bi znalo biti nerodno. Ti pa lahko speskam če želiš. Malo logistike bo,.... pošlješ do mene, speskam; V torek grem v Ljubljano, oddam na eloksacijo, od četrtka dalje lahko prevzameš v Ljubljani. Mislim, da bi šlo.

[s54mtb]

Hm, mašina za krivljenje je še na poti

[VolkD]

Hm, mašina za krivljenje je še na poti

Ja, potem se pa vse samo prestavi za N dni.
Če boš pa za vikend hodil v moje kraje pa lahko prideš in si pri meni skriviš in sam speskaš. Po moje je manj kot uro dela.

[s54mtb]

Nekaj se krivi...

bend.JPG

bend2.JPG

bend3.JPG

[mare69]

Podarim dva kompleta ukrivljene pločevine od tega opuščenega projekta. Možna dostava do LJ.