用PICAXE控制烤面包机烤箱-第1部分

项目范围

从通孔组件到表面贴装设备(SMD)的转变似乎是不可阻挡的，虽然这种变化在很多方面都是积极的，但它也给电子爱好者带来了一些痛苦。

焊接尤其麻烦;在PCB(印刷电路板)上定位较困难，手工焊接繁琐。幸运的是，有一个低成本的解决方案可以解决焊接难题:使用一个普通的烤箱来“回流”粘贴焊料，从而在PCB和组件之间形成电气和机械的安全连接。

回流焊接并不像它首次出现的复杂。基本上只有四个步骤：首先，将焊膏施加到PCB垫上;其次，将组件放在垫上;第三，将PCB和部件加热到焊膏所需温度，以液化和流过焊盘和部件连接点;最后，让装配冷却。控制加热速率，在较小程度上，冷却速率是获得良好焊点和不损坏部件的关键。可以使用简单的烤面包机烤箱和微控制器来管理该过程。这篇两部分的文章将提供创建和使用此类系统的完整指南......并以相对较低的成本为此操作。

真正的目标

当然，回流焊料系统只是一个工具，就像所有工具一样，它是一个结束的手段。在这种情况下，您希望的结尾是具有良好焊接的表面安装部件组的PCB。因此，在阅读整篇文章之前，似乎只能向您展示您可以期望的输出质量。下面的复合图片显示（左侧）裸PCB，所有表面安装焊盘可见，（中心）在该项目中使用的回流烤箱中的相同PCB，（在右侧）之后相同的PCB用异丙醇和一点手推车快速清理。是的，它在第一次上电时完美地工作。

在看差异时，请注意，焊膏是施加的，这适用于散落在PCB上的焊料;模板将防止所有这一点和大多数（如果不是全部）J1和U1上的焊接桥。单击图像以仔细查看。

假设你喜欢你看到的，继续读下去。

读温度

对回流焊来说，控制温度是绝对必要的，准确地读取温度是控制温度的先决条件。在加热装置中读取温度的一种常用方法是使用热电偶。本文说明了该过程，并提供了使用热电偶、PICAXE微控制器和MAX31855集成电路的说明。这里介绍的硬件和软件是那篇文章设计的扩展。如果你没有读过，或者记不清楚，请在继续这个项目之前阅读它。

焊料回流概要文件

焊料有几种不同的配方，每个配方包括不同的金属混合物。两个最容易使用的是SN63PB37（63％锡和37％的铅）和SN62PB36AG02（62％锡，36％铅和2％银。）两者都具有相同的回流型材，是本文中反映的轮廓。有关“回流配置文件”图像的互联网搜索将产生这么多的图形，即它是令人难以置信的，所以这里没有图表。子弹列表足以定义回流焊接的四个阶段。（所有温度均为近似，但应为+/- 5°C。）

• 预热包括将PCB（包括其表面贴装部件和焊膏）从环境（室）温度到150°C带到150°C。这个阶段的时间并不重要，只要它不小于约90秒即可。
• 浸泡包括将150°C至180°C的温度增加到180°C。这个阶段应该需要60到120秒。（注意，一些配置文件图显示了作为预热阶段的一部分的浸泡阶段，但这只是增加了不必要的混淆;在本文中，四个阶段中的每一个被认为与其他阶段分开。）
• 回流是焊料液化的阶段，包括在大约30秒内将温度从180°C提高到215°C，然后在另外30秒内将温度从215°C降低到180°C。
• 冷却包括允许温度从180°C减小到环境温度。这一阶段的时间并不重要，只要它逐渐完成。

在生产环境中，可能需要更精确的温度和时序，但前面的适用于大多数业余爱好者。不同的焊料（特别是无铅）将需要更改前面的信息，但在开始时，请考虑使用焊料和上面建议的时间。一旦您获得了一些经验，您可以制作任何更适合的更改。

选择一个烤箱

当选择用于焊料回流焊的烤箱时，简单通常是更好的选择。手动控制优先于电子控制，小型烤箱优先于大型烤箱。

在这篇文章中使用的烤箱，Toastmaster TOV320，是在一个二手商店为7美元购买的，如上所示。它只需要一个非常简单的修改(稍后详细介绍)，但是类似的烤箱可以使工作。以下是需要注意的。

• 两个石英加热元件 - 一个上部和一个下部
• 每个加热元件和烹饪区域之间的金属屏蔽
• 1200瓦(或稍多一点)
• “留在”功能
• 一个“开机”指示灯
• 玻璃前门
• 可拆卸金属托盘，单独的烤架

其余的硬件

MAX31855 Picaxe-08M2热电控器的原理图和无焊接面包板组件如下所示。请注意，示意图所示的线颜色与无焊接面包板上的电线对应。

该电路对电路的比较上一篇文章增加了一些功能，所有这些功能都是为了按照picax - 08m2的指示来开启和关闭烤箱。注意，一个新的连接已经添加到pinC。0, which is always used as the serial out pin for communication with the PC. Originally, this new connection was intended to directly actuate a solid state relay (SSR) by switching 3.3V on and off.

的Footk SSR-40 DA如下照片所示，标记为从3到32VDC的输入操作;不幸的是，它不会在PICAXE PINC.0的3.3V输出上运行。的数据表指定4V的最小输入。

因此，有必要增加一个额外的开关级以增加SSR的电压;R3、R4和Q1 (aBS170n通道MOSFET)提供了这个功能。如图所示，+V连续提供给SSR，当引脚使栅极高时，由Q1开关地。picax - 08m2的0。R5和LED1用于提供一个可视化的指示，每当Q1被打开。

使用pinC。0to control Q1 as well as functioning as the serial out pin from the 08M2 causes only one minor issue. Whenever a program is being downloaded to the PICAXE, the output from pinC.0 will cause Q1 to be rapidly switched and LED1 to flicker. For that reason, the oven should be disconnected (unplugged) from the SSR when a program download is occurring.

下次

在该项目的第2部分中，将描述SSR的操作，并将覆盖其与电源电压连接的细节和安全问题。将呈现和解释Picaxe-08M2的软件，无需任何必要的方式解释。“调整”的代码也将覆盖烤箱烤箱的特性。

下一篇文章串联：用PICAXE控制烤面包机烤箱-第二部分

为自己提供这个项目！BOM。