Пайка в печке

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.

Ответить

Или воспользуйтесь входом по OpenID: