Hack de la estación de reflujo de aire caliente 858D SMD: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Tengo un pequeño laboratorio de electrónica, donde reparo aparatos electrónicos rotos y hago algunos pequeños proyectos de hobby. Debido a que hay cada vez más material SMD por ahí, era hora de conseguir una estación de reflujo SMD adecuada. Miré un poco a mi alrededor y descubrí que la 858D era una estación muy buena por su precio. También encontré un proyecto de código abierto lanzado por madworm (spitzenpfeil) en 2013 reemplazando el controlador de temperatura 858D original por un micro ATmega. Debido a que no hay una guía completa, decidí escribir una. Hay 4 variantes diferentes con diferentes micros del 858D que se venden bajo docenas de marcas diferentes. El modelo actual (abril de 2017) tiene un controlador MK1841D3, y es el que estoy usando. Si tiene un IC diferente, consulte el hilo original en EEVblog.com Materiales: 1x - 858D Rework Station (por supuesto), obtuve el mío de Amazon por aproximadamente 40 € ~ USD42 3x - MK1841D3 a ATMega PCB (por manianac, ¡Así que todos los créditos para él!), OSH Park, viene en un paquete de 3, pero solo necesita uno 1x - ATMega328P VQFN Package 1x - LM358 o equivalente DFN8 Package 2x - Resistencia de 10KΩ 0805 Package2x - Resistencia de 1KΩ 0805 Package3x - Resistencia de 390Ω 0805 Package 1x - Resistencia de 100kΩ 0805 Paquete 1x - Resistencia de 1MΩ 0805 Paquete 1x - Resistencia de 1Ω 1206 Paquete5x - Condensador de 100nF 0603 Paquete4x - Condensador de 1 µF 1206 Paquete2x - Trimer de 10KΩ 3364 Paquete1x - Color de LED a elección Paquete 0608 1x Encabezado 2x6 (Programación ISP) 1x Adaptador de enchufe IC 20Pin

1x BC547B o transistor equivalente

1 resistencia con cable de 10 KΩ 0,25 W

Algunos cables Opcional: 1x Buzzer2x disipadores de calor adicionales1x HQ IC socket 20Pin1x C14 PlugSmall imanes de neodimioArduino "Hackeado" StickerTools: 858D Rework Station (No es broma) Soldador normal / Estación Destornilladores, pinzas, pinzasMultímetroX-Actor Knife Fuente de alimentación de laboratorio con limitación de corriente o equivalente) Opcional: tapete antiestático y correa de muñeca Osciloscopio Cepillo ESD Sucker de soldadura Impresora 3D Transformador de aislamiento Pistola de pegamento caliente Termómetro Mashie de fresado o sierra de calar

Paso 1: Ensamble la PCB

Si está trabajando en dispositivos sensibles a la electrostática, siempre debe llevarlo a usted y a su circuito al mismo potencial eléctrico para evitar dañarlo. Antes de empezar a formar parte de la estación es necesario montar el PCB. Comience aplicando pasta de soldadura (o soldadura normal) a las almohadillas en el lado superior de la PCB y coloque en su lugar todos los componentes SMD, plan de existencias para el lado 1:

Paquete R4 = 1MΩ 0805

Paquete R7 = 1kΩ 0805

Paquete R8 = 1kΩ 0805

Paquete R9 = 10kΩ 0805

Paquete C1 = 100nF 0603

Paquete C6 = 100nF 0603

Paquete C7 = 100nF 0603

Paquete C8 = 100nF 0603

Paquete C9 = 1µF 1206

Paquete VR1 = 10KΩ 3364

Paquete VR2 = 10KΩ 3364

D1 = Paquete LED 0608

U2 = Paquete Atmega VQFN

Verifique dos veces la polaridad de todos los componentes y refluya la PCB. Tenga en cuenta que en mis imágenes el LED está en la dirección incorrecta. Repita en el segundo lado, plan de existencias:

Paquete R1 = 10KΩ 0805

R2 = 390Ω 0805 Paquete

Paquete R3 = 390Ω 0805

Paquete R5 = 100KΩ 0805

Paquete R6 = 390Ω 0805

Paquete C2 = 1µF 1206

Paquete C3 = 100nF 0603

Paquete C4 = 1µF 1206

Paquete C5 = 1µF 1206

U1 = Paquete LM358 DFN8

Después de limpiar los residuos de Flux, suelde el encabezado ISP y el adaptador de enchufe IC, y haga un puente de soldadura entre el medio y la almohadilla etiquetada "GND".

Paso 2: Probar y programar

El siguiente paso es probar la PCB en busca de accesos directos. La forma más segura de hacerlo es alimentando el circuito a través de una fuente de alimentación de laboratorio estableciendo el límite de corriente en unos pocos mA. Si pasa sin ningún cortocircuito es hora de programar el micro. Hice mi única versión basada en 1.47 por raihei que se puede descargar desde mi página de GitHub. Se basa en la última versión "oficial" de madworm, que también está disponible en GitHub. Dentro del archivo. ZIP descargado hay un archivo.ino y un archivo.h que se pueden abrir y compilar usando ArduinoIDE o AtmelStudio (y VisualMicro Plugin), también hay archivos. Hex precompilados que se pueden cargar directamente en el micro. Debido a que solo es posible compilar y no cargar directamente desde ArduinoIDE, estoy usando AtmelStudio en su lugar. Si desea usar ArduinoIDE, le mostraré cómo usarlo más tarde. Pero independientemente de lo que esté utilizando, debe modificar algunos valores. Los dos primeros están dentro del archivo.h. Las dos lineas

#define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 120UL

#define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 320UL

Necesita ser comentado y en su lugar las líneas

// #define FAN_SPEED_MIN_DEFAULT 450UL

// #define FAN_SPEED_MAX_DEFAULT 800UL

Deben ser comentados (o los valores deben cambiarse). En segundo lugar están las dos líneas CPARAM recomendadas que deben copiarse y reemplazar las dos líneas CPARAM dentro del archivo.ino. ¡Esto NO habilita el modo de detección de corriente estándar, porque usa el pin A2 instalado de A5, que está mal conectado en esta placa! El último cambio es TEMP_MULTIPLICATOR_DEFAULT en el archivo.h que establece el multiplicador de temperatura. Este valor depende del tipo de estación. En el modelo de 230V debería estar alrededor de 21, en el modelo de 115V alrededor de 23-24. Este valor debe ajustarse si la temperatura mostrada no coincide con la medida. También se pueden arriesgar más tarde directamente en la estación como los valores de Velocidad del ventilador. Después de cambiar esos valores, es hora de compilar el código.

AtmelStudio: En AtmelStudio, simplemente puede elegir AtMega328 como micro, presionar el botón Compilar y Cargar y debería funcionar. En mi caso, de alguna manera no se cargó, así que tuve que actualizar el archivo hexadecimal manualmente.

ArduinoIDE: La compilación de ArduinoIDE es un poco diferente a la habitual. En lugar de simplemente presionar el botón Cargar, debe ir a la pestaña Sketch y hacer clic en Exportar binario compilado. Después de cambiar a la carpeta del proyecto, encontrará dos archivos hexadecimales. Uno con cargador de arranque y el otro sin cargador de arranque. El que no tiene cargador de arranque es el que queremos. Puede flashearlo usando AtmelStudio, AVRdude o cualquier otro software compatible.

En ambos: Después de flashear el archivo, debe configurar los fusibles. Tienes que cambiarlos a 0xDF HIGH, 0xE2 LOW y 0xFD EXTENDET. Cuando los fusibles se queman, puede desconectar el Programador y la PCB.

Paso 3: Desmontar

Al verdadero Hack. Comience quitando los cuatro tornillos en la parte frontal y la cubierta frontal se desprenderá. El interior de la estación debería verse muy similar al mío. Después de desenchufar todos los cables, desatornillar los dos tornillos en la PCB y la perilla AIR en la parte frontal, terminará con la PCB en blanco. En el medio de la PCB se encuentra el IC del controlador MK1841D3 principal en un paquete DIP20. Es el que íbamos a reemplazar en este mod. Debido a que está enchufado, podría simplemente reemplazarlo por la nueva placa, pero el enchufe original no encajaba muy bien con el adaptador de enchufe DIP20, así que lo reemplacé. En la PCB hay dos IC DIP8 más, el que está al lado del MK1841D3 es una EEPROM serial de 2 MB. También debe eliminarse para que este mod funcione. El otro es solo una especie de OPAmp, tiene que quedarse. Solo por curiosidad, puse la EEPROM en mi Programador Universal y lo leí. El resultado es un archivo binario casi vacío con sólo "01 70" en las direcciones 11 y 12. Probablemente la última temperatura establecida. (Desafortunadamente, no recuerdo cuál fue la última temperatura establecida, pero seguro que no 170 ° C, tal vez 368 ° C). Tenga cuidado de no levantar las almohadillas, porque el cobre no se adhiere muy bien a la PCB.

Paso 4: reensamblaje

Después de reemplazar con éxito el zócalo IC y quitar la EEPROM, debe hacer una modificación más, piratear la resistencia de derivación para la corriente del ventilador. Hay una pista en la esquina superior izquierda del lado de soldadura de la PCB que necesita ser modificada. Va entre C7 y el pin negativo del conector del ventilador. Después de cortar la traza, raspar la máscara de soldadura y soldar en la resistencia de 1Ω, necesita soldar un cable al pin del ventilador negativo y el otro lado a la almohadilla de soldadura etiquetada "FAN" en el PCB de la CPU. El siguiente paso opcional es agregar el timbre. Para encajarlo en la PCB, debe doblar un poco los cables del zumbador y soldarlo al conector PC4. Vuelva a conectar todos los cables y continúe con el siguiente paso.

Paso 5: calibre el sensor del ventilador

Ahora es el momento de encender el nuevo controlador por primera vez y calibrar el sensor del ventilador. ¡Peligro, necesita trabajar en la placa de circuito impreso alimentada por la red! Entonces, la forma más segura de hacerlo es alimentando la estación con un transformador de aislamiento. Si no tiene uno, también puede desconectar la parte caliente del transformador de control de la PCB principal y conectarlo directamente a la red eléctrica para mantener la red alejada de la PCB. Continúe soldando un cable de prueba al pin positivo del LED y conéctelo a un osciloscopio. Encienda la estación manteniendo presionado el botón ARRIBA, y la estación se iniciará en el modo FAN TEST. Encenderá el ventilador y mostrará el valor de ADC sin procesar en la pantalla. Gire la perilla del ventilador al mínimo y ajuste el trimmer Vref hasta que tenga buenos pulsos de corriente en la pantalla del osciloscopio. Gire el potenciómetro FAN al máximo y verifique que la longitud de onda, pero no la forma de onda, cambie. Si la forma de onda cambia, ajuste el trimmer Vref, hasta que tenga los mismos pulsos en min y max. Si se apagó con éxito la estación y mueva el cable de prueba del pin LED positivo al pin izquierdo del potenciómetro de ganancia. Inicie el modo de prueba de ventilador nuevamente y mida el voltaje en el cable de prueba. Ajuste el recortador de ganancia hasta que obtenga aproximadamente 2, 2 V en la posición MAX. Ahora eche un vistazo a la pantalla. El valor debe ser de alrededor de 900. Ahora instale todas las boquillas una tras otra en la pieza de mano y observe el valor más alto en la pantalla. Gire el VENTILADOR al mínimo y debería obtener un valor de alrededor de 200. Pruebe nuevamente todas sus boquillas y observe el valor más pequeño. Apague la estación y vuelva a encenderla, esta vez manteniendo presionados ambos botones. La estación comenzará al modo de configuración. Al presionar hacia arriba y hacia abajo puede aumentar / disminuir el valor, presionando ambos se cambia al siguiente punto del menú. Vaya al punto "FSL" (velocidad baja del VENTILADOR) y configúrelo en el valor ADC más bajo medido (lo configuré en 150). El siguiente punto es "FSH" (velocidad alta del VENTILADOR). Establezca ese en el valor ADC medido más alto (lo configuré en 950).

Al fondo: en la estación no hay retroalimentación de la velocidad del ventilador, por lo que si el VENTILADOR está bloqueado o hay un cable roto, el controlador no reconocerá una falla del ventilador y el calentador puede quemarse. Debido a que el ventilador no tiene salida de tacómetro, la mejor manera de medir la velocidad del ventilador es agregar una resistencia de derivación y medir la frecuencia de los pulsos de corriente. Usando un OPAmp y un filtro de paso alto y bajo, se convierte en un voltaje que se alimenta al microcontrolador. Si el valor cae por debajo o por encima de los niveles mínimo / máximo establecidos, la estación no encenderá el calentador y dará un error.

Debido a que en mi prueba el regulador de 5V y el transistor del ventilador se calentaron bastante, decidí instalar pequeños disipadores de calor en ambos. Apague la estación y vuelva a montar el panel frontal.

Paso 6: Actualización: MOD de velocidad máxima de VENTILADOR

He estado usando la estación desde hace aproximadamente un año y siempre estuve bastante contento con ella. Solo tuve un problema: la estación necesita bastante tiempo para enfriarse, especialmente si está soldando componentes muy pequeños con la boquilla pequeña y un flujo de aire bajo. Así que jugué un poco y encontré una manera de hacer que la velocidad del ventilador se pudiera cambiar a través del software. El mod usa un transistor para cortocircuitar el potenciómetro de velocidad del ventilador. La mejor manera de realizar este truco es soldar la resistencia de 10K al pin de la base, agregar un cable y cubrir todos los cables con un tubo retráctil. A continuación, acorte un poco los pines y suéldelos a través del orificio a los componentes existentes. Para evitar que el transistor se mueva, péguelo con un poco de pegamento termofusible. Lo último es conectar la base del transistor al pin MOSI del ATmega. Personalicé el software para cambiar este pin cuando la pieza de mano se coloca en el soporte hasta que la herramienta se enfría. Además, la prueba del ventilador usa este modo para obtener una referencia estable. El software se basa en la V1.47 de RaiHei y está disponible en Mi página de GitHub

Paso 7: Opcional: Cambie el enchufe y mejore la conexión a tierra

Al panel trasero. En mi caso, la estación tenía un cable de alimentación demasiado corto que simplemente salía del panel posterior. Como no me gustó, decidí reemplazarlo por un enchufe C14. Si también desea reemplazarlo, comience quitando y desatornillando el panel posterior. El cable azul se une con otro cable mediante un trozo corto de tubo retráctil. En la clavija de tierra hay un terminal de cable que está soldado y no engarzado como debería, por lo que si no reemplaza el cable, al menos vuelva a realizarlo con terminales de engarce. Después de quitar el cable y desatornillar el portafusibles, es para hacer un agujero para el nuevo enchufe. Usé mi fresadora para fresar el agujero, pero si no tienes una, puedes cortarla con una sierra de vaivén. Vuelva a instalar y conecte el portafusibles y el enchufe. El cable de tierra que viene de la pieza de mano también tiene un terminal de cable soldado, por lo que debe rehacerse. Utilicé terminales de cable planos y adaptadores de terminales de tornillo para facilitar la extracción del panel frontal si era necesario. Debido a que hay pintura alrededor de los orificios de montaje de la conexión a tierra / transformador, hacen una conexión bastante mala con la carcasa. La mejor manera de arreglarlo es quitando la pintura alrededor de los agujeros con papel de lija. Después de reinstalar el panel posterior, mida la resistencia entre la carcasa y el pin GND del enchufe C14. Debe estar cerca de 0Ω.

Paso 8: Opcional: Mejore la pieza de mano

A la pieza de mano. Después de tomar parte, vi dos cosas que no me gustaron. Primero: la conexión entre la carcasa metálica del elemento calefactor y el cable de tierra está muy mal. El cable simplemente se envuelve alrededor de una barra de metal soldada a la carcasa de metal. Traté de soldarlo, pero desafortunadamente la barra está hecha de algún tipo de metal no soldable, así que en lugar de eso, la engarcé. Segundo: En la salida del cable no hay alivio de tensión, así que coloco una brida para cables y la aprieto muy bien. Esta solución definitivamente no es la mejor, pero al menos es mejor que ningún alivio de tensión. Vuelva a montar la pieza de mano.

Paso 9: Opcional: mejorar la base

Dentro de la cuna hay dos pequeños imanes de neodimio, que se utilizan para detectar que la pieza de mano está dentro de la cuna. En mi estación tuve algunos problemas, porque no reconocía la herramienta en el soporte en todas las posiciones de la herramienta. Agregué algunos imanes adicionales a la base con pegamento caliente y los problemas desaparecieron. También imprimí en 3D el soporte de la boquilla de Sp0nge disponible en Thingiverse y lo atornillé a la base. Los tornillos son un poco cortos, pero si no los aprietas demasiado, funcionarán.

Paso 10: acabado

Queda un último paso. Pega una pegatina de Arduino "Hackeado" en la estación y úsala.

Las características del nuevo controlador son:

Regulación de temperatura más precisa

La estación no comenzará a calentarse si la pieza de mano no está dentro de la base durante el encendido

Calibración de software para temperatura disponible (presionando ambos botones durante mucho tiempo)

Modo aire frío (presionando ambos botones brevemente)

Zumbador

Modo de enfriamiento rápido

Totalmente de código abierto (para que pueda anunciar / modificar / eliminar funciones muy fácilmente)

Detección de fallas del ventilador

Modo de reposo (preajustado a 10 minutos, editable mediante el parámetro SLP)

Referencias:

Hilo oficial de EEVBlog

Blog de madworm (spitzenpfeil)

Página de GitHub de madworm (spitzenpfeil)

Blog de Poorman's Electronic

Soporte de boquilla de Sp0nge

Hoja de datos MK1841