Four de refusion CMS automatique à partir d'un four grille-pain bon marché : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

La fabrication de circuits imprimés par les amateurs est devenue beaucoup plus accessible. Les circuits imprimés qui contiennent uniquement des composants traversants sont faciles à souder, mais la taille de la carte est finalement limitée par la taille du composant. En tant que tel, l'utilisation de composants à montage en surface permet une conception de PCB plus compacte mais est beaucoup plus difficile à souder à la main. Les fours à refusion offrent une méthode qui facilite considérablement le soudage CMS. Ils fonctionnent en parcourant un profil de température qui fournit une escalade constante de la température qui fait fondre la pâte à souder sous les composants de montage en surface. Les fours de refusion professionnels peuvent être coûteux, surtout s'ils sont utilisés de manière occasionnelle. Mon objectif était de créer un four à refusion automatique à partir d'un four grille-pain à 20 $.

Mon plan était d'utiliser un moteur pas à pas pour faire tourner le cadran de température d'une manière programmée qui augmentera lentement la température pour faire fondre la pâte à souder. Je vais essayer d'imiter un profil de refusion spécifique en fonction de la pâte à souder que j'utilise. Une fois que le four atteint une température maximale (point de fusion de la soudure), le cadran de température tournera vers l'arrière pour réduire la température dans le four. Tout cela sera contrôlé par un arduino et affiché sur un écran OLED. L'objectif ultime est de charger le four avec des circuits imprimés et des composants, d'appuyer sur un seul bouton et de souder tous les composants sans aucun réglage ni surveillance extérieur.

Fournitures

• Arduino 5V pro mini
• Moteur pas à pas
• Pilote de moteur pas à pas A4988
• Thermocouple MAX31855
• Écran OLED 128x64
• 2 boutons poussoirs 6 mm
• Fin de course
• 3 transistors NPN
• Alimentation 12V
• 5 résistances 1K
• 4 résistances 10K
• Boulons et écrous M3
• vis à métaux
• écrou d'accouplement hexagonal

Étape 1: Démontage du four grille-pain

La première étape consistait à démonter le four grille-pain et à jeter un coup d'œil à l'intérieur. Ce four grille-pain particulier a un cadran de contrôle de la température et un cadran de contrôle de la minuterie. Le câblage à l'intérieur et aux deux cadrans m'était assez inconnu, alors j'ai décidé qu'il serait plus facile de contourner ce qui était déjà en place. J'ai réalisé qu'un moteur pas à pas pouvait être utilisé pour tourner le cadran. Une sonde de température ou un thermocouple pourrait être introduit à l'intérieur du four pour surveiller la température. Un écran OLED serait capable d'afficher des données en temps réel, y compris la température actuelle. Tous ces composants périphériques peuvent être facilement contrôlés par un Arduino. Il y avait beaucoup d'espace libre, j'ai donc décidé de cacher tout ou la plupart de ces composants à l'intérieur du four.

Selon le grille-pain que vous utilisez, le processus de démontage peut être variable. J'ai d'abord dû retirer les vis autour du panneau avant. J'ai ensuite retourné le four et retiré les vis du bas du panneau latéral. De là, j'ai pu accéder au câblage à l'intérieur du four.

Ensuite, j'ai retiré les deux boutons sur chaque cadran et les ai dévissés de la façade.

Étape 2: Prototyper

Maintenant que je sais ce que je dois concevoir, il est temps de commencer à construire un circuit. Je l'ai fait dans un processus additif. J'ai fait fonctionner le thermocouple, puis j'ai ajouté l'écran, puis le moteur pas à pas. Une fois que les principaux composants fonctionnaient, j'avais besoin d'un moyen d'interagir avec l'Arduino. J'ai décidé d'utiliser quelques boutons poussoirs. Le cadran de contrôle de la température du four qui serait tourné par le moteur pas à pas ne tournerait que d'environ 300 degrés dans le sens des aiguilles d'une montre pour atteindre la température maximale. Cette limite devrait donc être codée en dur dans le programme. J'avais également besoin d'un moyen de ramener de manière fiable le cadran à 0 degrés en tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. J'avais prévu d'utiliser un interrupteur de fin de course pour empêcher le moteur pas à pas de tourner au-delà de 0 degré et risquer d'endommager le cadran de contrôle de la température. J'ai trouvé que mon multi-outil PCB 12 en 1 était très utile pour le dépannage lorsque j'assemblais ce circuit.

Étape 3: Affiner le programme

Deuxième prix du concours Construire un outil