Разработка и изготовление инфракрасного нижнего подогрева для пайки — различия между версиями
Avp (обсуждение | вклад) |
Avp (обсуждение | вклад) |
||
Строка 27: | Строка 27: | ||
=== Необходимые доработки === | === Необходимые доработки === | ||
− | # В исходном состоянии температура нагрева не стабилизируется и непрерывно растет при самой минимальной мощности нагрева. Для решения проблемы используется механический термостат<ref>WYJ300A Термостат регулиремый для духовки, универсальный, 50-300°C: https://nn.partsdirect.ru/goods/729293</ref>, используемый для стабилизации температуры духовки. | + | # В исходном состоянии температура нагрева не стабилизируется и непрерывно растет при самой минимальной мощности нагрева. Для решения проблемы используется механический термостат<ref name="thermo">WYJ300A Термостат регулиремый для духовки, универсальный, 50-300°C: https://nn.partsdirect.ru/goods/729293</ref>, используемый для стабилизации температуры духовки. |
# Корпус не имеет креплений для надежной фиксации <abbr title="Printed circuit board">PCB</abbr> в процессе сборки. Для решения проблемы крепления собираются из доступных подходящих по форме и размеру профилей. | # Корпус не имеет креплений для надежной фиксации <abbr title="Printed circuit board">PCB</abbr> в процессе сборки. Для решения проблемы крепления собираются из доступных подходящих по форме и размеру профилей. | ||
== Процесс сборки == | == Процесс сборки == | ||
+ | === Первые шаги === | ||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-0.png|<b>Шаг 0.</b><br/>Исходное состояние. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-1.png|<b>Шаг 1.</b><br/>Разбираем корпус плиты. | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | === Установка термостата === | ||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-2.png|<b>Шаг 2.</b><br/>Подготовка механического термостата | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-3.png|<b>Шаг 3.</b><br/>С помощью мультиметра ищем контакты замкнутые в исходном состоянии. Можно провести тест работоспособности термостата нагрев колбу паяльным феном. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-4.png|<b>Шаг 4.</b><br/>На передней панели плиты сделать подходящие по размеру отверстия для фиксации термостата. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-5.png|<b>Шаг 5.</b><br/>Используя kapton tape изолируем витки трубки, чтобы избежать короткого замыкания элементов на плате. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-6.png|<b>Шаг 5 (продолжение).</b><br/>Используя kapton tape изолируем витки трубки, чтобы избежать короткого замыкания элементов на плате. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-7.png|<b>Шаг 6.</b><br/>Впаиваем термостат в разрыв красного провода идущего к нагревательному элементу. | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-8.png|<b>Шаг 7.</b><br/>Располагаем баллон термостата над нагревательным элементом по центру, для этого аккуратно чтобы не повредить разгибаем тонкую трубку | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-9.png|<b>Шаг 8.</b><br/>Собираем корпус плиты и фиксируем ручку термостата. | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | === Первое тестовое включение плиты === | ||
+ | <b>Шаг 9.</b> Устанавливаем на термостате температуру нагрева. Нажимаем кнопку включения питания. Выставляем мощность нагрева кнопками панели в соответствии с инструкцией к плите. Конфорка включается, при нагреве начинает светиться, черная полоса на фоне конфорки -- колба термостата под стеклом над конфоркой. В момент нагрева до установленной температуры термостат отключается со звуком щелчка. Плита при этом работает независимо от состояния термостата т.к. в этой бюджетной модели доступность нагревательного элемента не проверяется и отключения не происходит, для задачи это преимущество, т.к. упрощает конструкцию. | ||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-10.png|<b>Шаг 9.</b> | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | === Сборка крепления для фиксации платы из профилей === | ||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=480px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-11.png|<b>Шаг 10.</b><br/>Сборка крепления для фиксации платы из профилей.<br/>На фото: П-образный профиль.<ref>П-образный профиль: https://www.maxidom.ru/catalog/profili-p-obraznye/1000894499/</ref> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-12.png|<b>Шаг 10 (продолжение).</b><br/>Плоский профиль 15х2х1000мм.<ref>Плоский профиль 15х2х1000мм: https://www.maxidom.ru/catalog/polosy/1001371912/</ref> | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | <b>Шаг 11.</b> Из П образного профиля необходимо нарезать 4 П-образных крепления, шириной равной ширине плоского профила -- 15мм. Используя сверло по металлу 3,5мм нужно сделать в заготовке 4 отверстия. Винт DIN 965 вкрутить в полученные отверстия нарезая резьбу. Диаметр винта меньше диаметра отверстия и алюминий достаточно мягкий, чтобы не использовать метчик. | ||
+ | |||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-13.png | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-14.png | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | Разделить заготовку на 4 сегмента по 15мм шириной. | ||
+ | |||
+ | Из плоского профиля нарезать полосы на отрезки по 28,5мм используя ножовку по металлу. Используя сверло по металлу 6,5мм сделать в каждой заготовке по 2 отверстия. Отверстия с запасом по диаметру для подгонки в зависимости от поверхности платы. | ||
+ | |||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-15.png | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | Получаем набор крепежа: | ||
+ | |||
+ | <center> | ||
+ | <gallery widths=480px heights=640px> | ||
+ | Файл:Pcb-preheater-16.png | ||
+ | </gallery> | ||
+ | </center> | ||
== Применение == | == Применение == |
Версия 17:43, 6 мая 2021
Содержание
Введение
В 2020-м году участниками хакерспейса CADR принято решение оборудовать hardware-зону с рабочим местом для монтажа и ремонта. Для качественного монтажа в некоторых случаях необходимо использовать инструмент "нижний подогрев" обеспечивающий поддержание стабильной температуры поверхности платы и уменьшающий необходимое время нагрева припоя до температуры плавления.
Постановка задачи, поиск исполнителей
Для сборки плат, имеющих двухсторонний монтаж элементов, не подходит нижний подогрев, который требующет непосредственного контакта с поверхностью платы для передачи тепла. При двухстороннем монтаже используется подогрев работающий на ИК-излучателях, т.к. инфракрасное излучение обеспечивает нагрев PCB, не имеющих ровной нижней поверхности в случае наличия смонтированных SMD-элементов.
Доступные в продаже готовые устройства имеют высокую стоимость в среднем 20т.р.
По ТЗ необходимо разработать бюджетное устройство обеспечивающее нагрев pcb с использованием инфракрасного излучения. Устройство должно обеспечивать стабильный результат при известных недостатках.
Команда разработки включала в себя @SergeyPRS.
Описание решения
В качестве основы изделия используется инфракрасная плита "Матрёна" МА-044.[1]
Преимущества решения
- Низкая исходная цена. Плита доступна в продаже по цене от 1700р.
- Устройство уже имеет корпус, нагревательный элемент и контроллер, это позволяет ускорить сборку и уменьшить затраты.
- Поверхность плиты покрыта стеклом, которое обеспечивает фильтрацию диапазона излучения и легко очищается после использования.
- Мощность нагрева регулируется от 100 Вт, что позволяет нагревать платы небольшого размера без риска перегрева.
- Низкий корпус позволяет использовать конструкцию совместно с микроскопом с подходящим по высоте штативом.
Необходимые доработки
- В исходном состоянии температура нагрева не стабилизируется и непрерывно растет при самой минимальной мощности нагрева. Для решения проблемы используется механический термостат[2], используемый для стабилизации температуры духовки.
- Корпус не имеет креплений для надежной фиксации PCB в процессе сборки. Для решения проблемы крепления собираются из доступных подходящих по форме и размеру профилей.
Процесс сборки
Первые шаги
Установка термостата
Первое тестовое включение плиты
Шаг 9. Устанавливаем на термостате температуру нагрева. Нажимаем кнопку включения питания. Выставляем мощность нагрева кнопками панели в соответствии с инструкцией к плите. Конфорка включается, при нагреве начинает светиться, черная полоса на фоне конфорки -- колба термостата под стеклом над конфоркой. В момент нагрева до установленной температуры термостат отключается со звуком щелчка. Плита при этом работает независимо от состояния термостата т.к. в этой бюджетной модели доступность нагревательного элемента не проверяется и отключения не происходит, для задачи это преимущество, т.к. упрощает конструкцию.
Сборка крепления для фиксации платы из профилей
Шаг 11. Из П образного профиля необходимо нарезать 4 П-образных крепления, шириной равной ширине плоского профила -- 15мм. Используя сверло по металлу 3,5мм нужно сделать в заготовке 4 отверстия. Винт DIN 965 вкрутить в полученные отверстия нарезая резьбу. Диаметр винта меньше диаметра отверстия и алюминий достаточно мягкий, чтобы не использовать метчик.
Разделить заготовку на 4 сегмента по 15мм шириной.
Из плоского профиля нарезать полосы на отрезки по 28,5мм используя ножовку по металлу. Используя сверло по металлу 6,5мм сделать в каждой заготовке по 2 отверстия. Отверстия с запасом по диаметру для подгонки в зависимости от поверхности платы.
Получаем набор крепежа:
Применение
Тест стабильности нагрева
Возможные доработки инструмента
Ссылки
- ↑ https://www.maxidom.ru/catalog/plitki/1001308155/
- ↑ WYJ300A Термостат регулиремый для духовки, универсальный, 50-300°C: https://nn.partsdirect.ru/goods/729293
- ↑ П-образный профиль: https://www.maxidom.ru/catalog/profili-p-obraznye/1000894499/
- ↑ Плоский профиль 15х2х1000мм: https://www.maxidom.ru/catalog/polosy/1001371912/