Horno de reflujo SMD automático de un horno tostador barato: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

La fabricación de PCB para aficionados se ha vuelto mucho más accesible. Las placas de circuito que contienen solo componentes de orificios pasantes son fáciles de soldar, pero el tamaño de la placa está limitado en última instancia por el tamaño del componente. Como tal, la utilización de componentes de montaje en superficie permite un diseño de PCB más compacto, pero es mucho más difícil de soldar a mano. Los hornos de reflujo proporcionan un método que facilita significativamente la soldadura SMD. Funcionan mediante un ciclo a través de un perfil de temperatura que proporciona un aumento constante de temperatura que derrite la pasta de soldadura debajo de los componentes de montaje en superficie. Los hornos de reflujo profesionales pueden resultar costosos, especialmente si se utilizan de forma ocasional. Mi objetivo era crear un horno de reflujo automático a partir de un horno tostador de $ 20.

Mi plan era usar un motor paso a paso para girar el dial de temperatura de una manera programada que aumentará lentamente la temperatura para derretir la pasta de soldadura. Intentaré imitar un perfil de reflujo específico basado en la pasta de soldadura que estoy usando. Una vez que el horno alcanza una temperatura máxima (punto de fusión de la soldadura), el dial de temperatura girará hacia atrás para reducir la temperatura en el horno. Todo esto será controlado por un arduino y mostrado en una pantalla OLED. El objetivo final es cargar el horno con PCB y componentes, presionar un solo botón y soldar todos los componentes sin ningún ajuste o monitoreo externo.

Suministros

• Arduino 5V pro mini
• Motor paso a paso
• Controlador de motor paso a paso A4988
• Termopar MAX31855
• Pantalla OLED de 128x64
• 2x botones pulsadores de 6 mm
• Límite de cambio
• 3 transistores NPN
• Fuente de alimentación 12V
• 5 resistencias de 1K
• 4 resistencias de 10K
• Pernos y tuercas M3
• tornillos de máquina
• tuerca de acoplamiento hexagonal

Paso 1: desmontaje del horno tostador

El primer paso fue desarmar el horno tostador y echar un vistazo al interior. Este horno tostador en particular tiene un dial de control de temperatura y un dial de control de temporizador. El cableado en el interior y en ambos diales me era bastante desconocido, así que decidí que sería más fácil solucionar lo que ya estaba en su lugar. Me di cuenta de que se podía utilizar un motor paso a paso para girar el dial. Se puede introducir una sonda de temperatura o un termopar dentro del horno para controlar la temperatura. Una pantalla OLED podría mostrar datos en tiempo real, incluida la temperatura actual. Todos estos componentes periféricos pueden ser controlados fácilmente por un Arduino. Había mucho espacio abierto, así que decidí ocultar todos o la mayoría de estos componentes dentro del horno.

Dependiendo del horno tostador que tenga, el proceso de desmontaje puede ser variable. Primero tuve que quitar los tornillos alrededor del panel frontal. Luego volteé el horno y quité los tornillos de la parte inferior del panel lateral. Desde allí pude acceder al cableado dentro del horno.

A continuación, quité las dos perillas de cada dial y las desenrosqué de la placa frontal.

Paso 2: prototipo

Ahora que sé lo que necesito diseñar, es hora de comenzar a construir un circuito. Hice esto en un proceso aditivo. Conseguí que el termopar funcionara, luego agregué la pantalla, luego agregué el motor paso a paso. Una vez que tuve los componentes principales funcionando, necesitaba una forma de interactuar con Arduino. Decidí usar un par de botones. El dial de control de temperatura en el horno, que sería girado por el motor paso a paso, solo giraría unos 300 grados en el sentido de las agujas del reloj para alcanzar la temperatura máxima. Por lo tanto, ese límite tendría que estar codificado en el programa. También necesitaba una forma de hacer que el dial volviera a 0 grados girando en sentido antihorario de manera confiable. Planeé usar un interruptor de límite para evitar que el motor paso a paso gire más de 0 grados y correr el riesgo de dañar el dial de control de temperatura. Descubrí que mi multiherramienta para PCB 12 en 1 era muy útil para solucionar problemas al armar este circuito.

Paso 3: refina el programa

Segundo premio en el concurso Build a Tool