Хочу поделиться впечатлениями от сборки и использования контролера печки для пайки оплавлением по мотивам описанного Олегом Артамоновым — собственно, это будет большой и развернутый комментарий к статье по ссылке:
http://olegart.ru/wordpress/reflow-soldering/
Собственно, такой девайс понадобился мне для сборки относительно «серийных» изделий — но что значит «серийных»? Скажем, «серые коробочки» для любительского и ретро-ралли разошлись уже тиражом в несколько десятков штук — правда, в процессе проектирования находится более продвинутый вариант. Пайка вручную даже пяти AtMega, пусть даже в «человеческом» корпусе с шагом выводов 0,8 мм — занятие малоинтересное по определению. В общем, запаивая к новому сезону очередную «партию» коробочек, я задумался — а нельзя ли как-то упростить это дело?
Вариант с заказом производства в том же «Резоните» я не расмматривал — во-первых, стыдно заказывать изготовление штучных партий устройств, где всех деталей — AtMega, пара резисторов и оптопара, во-вторых — это получалось относительно дорого (в частности, стоимость «подготовки производства» в 3000 рублей, даже будучи «размазанной» на партию в десяток изделий, все равно оказывалась в числе значимых статей расходов). Наверное, 3000 можно потратить как-то иначе — например, вот на такую печку.
В принципе, вариантов переделки электродуховки в печку для пайки довольно много, но иностранцы почему-то не склонны к экономии в такого рода проектах. Например, зачем-то они используют твердотельные реле — да, это стильно, модно и молодежно, но одновременно — довольно дорого (раза в два дороже «дискретных» тиристора и оптопары). Зачастую используют готовые контролеры типа Controleo — да, с ним вся переделка печки сводится к правильному подключению проводов, но сам контролер стоит совершенно неприличных денег (да, силовой части в нем нет, придется городить несколько твердотельных реле и блок питания, а это дополнительные расходы). Короче говоря, контролер за авторством Олега Артамонова показался мне более приближенным к российским реалиям — с легкодоставаемыми компонентами (все есть в Чип-и-Дипе и Терраэлектронике) и в целом доступный для повторения.
Сама электродуховка «для опытов» досталась мне бесплатно, будучи вытащенной из лежащего на балконе хлама. Подходящие дешевые печки стоят «в магазине» что-то около 2000-3000 рублей, б/у можно найти либо в собственном хламовнике (бесплатно), либо на каком-нибудь авито (недорого).
Плату устройства я немного переделал — во-первых, заменил SMD-шные резисторы и конденсаторы на выводные (просто их у меня много, да и паять вручную кучу SMD совсем неинтересно), во-вторых, сделал ее односторонней с несколькими перемычками на верхнем слое — для изготовления по «лазерно-утюговой» технологии (кстати, переход с SMD на выводные детали это дело значительно упрощает). Заодно выкинул «лишнее» — например, USB-порт и реле. Избавившись от USB, можно было бы попробовать и заменить микроконтролер на более дешевый — как выясняется, прошивка с ампутированным обменом по USB прекрасно влезет и в AtMega8, но я понадеялся, что получится использовать готовую прошивку без доработок. Забегая вперед, скажу — они понадобились, в первую очередь из-за того, что в выкидывании всякого ненужного барахла я немного поторопился и избавился от термодатчика TMP37.
Заодно я поменял габариты платы, рассчитывая вписать ее в корпус Gainta G767 (я придерживаюсь той точки зрения, что проектируя печатную плату — надо сразу задуматься, в какой корпус ее поставить) — но с этим облажался по-крупному. Конечно, надо было сначала купить этот корпус и промерить его «по месту» — но я понадеялся на чертеж и лоханулся с размерами. Вот какое там расстояние между крепежными отверстиями для платы? Я подумал, что в чертеже ошибка — но нет, кто-то додумался указать расстояние именно между этими двумя точками. Интересно, каким инструментом его можно замерить? Добавлю еще, что вычислить расстояние между крепежными отверстиями возможно лишь в том случае, если известны диаметры стоек.
Еще из моей лажи — я не сразу заметил, что несмотря на то, что дисплеи Winstar WH1602A (самый дешевый в продаже) и WH1602J (а этот использован в схеме) имеют очень похожие разъемы, назначение выводов в этих разъемах совсем разное — и после того, как я просто припаял дисплей к плате на «гребенке» и долго выяснял, почему он не работает, мне все равно пришлось сидеть и долго запаивать проводочки :)
Довольно важный вопрос, почему-то обойденный стороной в описании на сайте Олега — калибровка датчика температуры. Судя по всему, в ранних прошивках она была жестко зашита в контролер — а в выложенной на сайте версии прошивки появилась возможность немного варьировать параметры. К сожалению, описания этого процесса либо нет, либо оно погибло вместе с сайтом fclab.ru — так что кратенько прокомментирую, что нужно сделать. Используемая в устройстве термопара типа K (как в мультиметрах) имеет практически линейную характеристику в интересующем нас диапазоне от +25 до +250 °С — поэтому в EEPROM микроконтролера прошиваются два 16-битных числа, первое из которых для термопары равно 31 (расчет этого коэффициента можно увидеть в файле thcouple.c в исходниках прошивки) — и без особой необходимости менять его не надо. Второе число задает сдвиг шкалы — в единицах, равных 1/4 °С. Например, значение -100 увеличит показания температуры на 25 °C, а 100 — напротив, уменьшит их на ту же величину. Так как я выкинул термодатчик, показания которого принимались за температуру холодного спая термопары, пришлось записать в эту ячейку памяти -100 — приняв «комнатную температуру» за 25 °C. Конечно, можно было бы сделать и лучше — но, как показала практика, и так нормально. Показания прибора, когда термопара засунута в чайник с кипящей водой — около 96-97 °С, что можно считать более-менее приемлемым. Так как я выкинул дополнительный термодатчик, пришлось все-таки поставить WinAVR и добавить в прошивку обнуление показаний канала АЦП, к которому тот был подключен — иначе «градусник» начинал безбожно врать.
Да, еще один волнующий многих вопрос по поводу прошивки — какие использовать значения fuse. В принципе, все написано и в тексте — но чтобы не вдумываться в фразы типа «в конфигурации отключены DIV8, JTAGEN и HWBEN» — приведу здесь значения, которые мне подсказал «AVR fuses calculator» — L=0xDE, H=0xDD, E=0xCF.
Больше, наверное, никаких проблем и не возникло — ну разве что внезапно выяснилось, что в Москве проблематично недорого купить термопару — имеющаяся у меня термопара от мультиметра в металлическом корпусе оказалась довольно инерционной в показаниях, а провод явно пованивал при нагреве до 250 °C. Да, в некоторых магазинах (Промэлектроника, например) термопары типа K можно купить рублей за 100 — но только не в том случае, если такое желание внезапно возникло в пятницу в конце рабочего дня. В общем, проще и дешевле всего оказалось купить в Юлмарте самый дешманский мультиметр модели 838 (кстати, сравнив его со своим десятилетней давности Mastech 830, я просто офигел, насколько деградировали дешманские мультиметры). Заодно мне достались два разъема-«банана» — термопару я подключил проводками к клеммной колодке.
С учетом покупки мультиметра бюджет проекта составил примерно те самые 3000 рублей, которые жаба не позволила тратить на «подготовку производства» в Резоните — и надо сказать, что я в целом остался доволен — даже нанося паяльную пасту (я взял на пробу Multicore CR36) вручную из шприца (медицинского, с обрезанной толстой иглой), удалось добиться вполне приемлемого количества брака (прежде всего слипшихся ножек на микросхемах с малым шагом — это исправляется с помощью паяльника и «оплетки для выпайки»). Но главное — это скорость монтажа, нанести пасту, расставить детали и сунуть несколько плат в печку получается намного быстрее, чем в случае, когда все надо запаивать вручную. Надо бы попробовать нанести паяльную пасту через трафарет — я, конечно, попробовал вырезать какое-то подобие трафарета из прозрачной пленки, но ножом это делать неудобно, и те же ножки микроконтролера я объединил в одну широкую прорезь — замыканий получается меньше, чем при ручном нанесении, но все равно они иногда случаются.
Короче говоря, хоть устройство и требует некоторой доработки (прежде всего в тех частях, куда я полез своими руками с целью переделок), мне в целом понравилось. Печка паяет, температурный профиль более-менее выдерживается, количество утомительной ручной работы несколько сократилось.