用Picaxe控制烤烤箱 - 第1部分

项目范围

从整个孔组件到表面安装设备（SMD）的过渡似乎是不可动摇的，尽管这种变化在许多方面是积极的，但它会给电子业余爱好者带来一些悲伤。

焊接特别麻烦；组件更难在PCB（印刷电路板）上放置，并用手焊接。幸运的是，焊接困境有一个低成本的解决方案：使用一个共同的烤箱来“反转”糊状焊料，从而在PCB和组件之间进行电气和机械固定的连接形成。

反流焊接并不像最初出现的那样复杂。本质上，只有四个步骤：首先，将焊料粘贴到PCB垫上；其次，将组件放在垫子上；第三，将PCB和组件加热到焊料糊的所需温度，以将其液化和流过垫子和组件连接点；最后，让组件冷却。控制加热速度，并且在较小程度上，冷却速率是获得良好焊接和不损坏组件的关键。可以使用简单的烤面包机和微控制器来管理该过程。这本两部分的文章将为创建和使用这种系统提供完整的指南……并以相对较低的成本进行。

真正的目标

当然，回流焊接系统只是一种工具，就像所有工具一样，它是达到目的的手段。在这种情况下，您希望的结尾是具有良好码的表面安装组件的PCB。因此，在阅读整篇文章之前，向您展示您可以期望的产出质量似乎很公平。下面的复合图片显示（左侧）一个裸露的PCB，所有表面安装垫可见，（在中心）（中间）同一PCB刚从该项目中使用的回流烤箱中，（右侧）是相同的PCB用异丙醇快速清理，并进行一些手动修饰。是的，它在第一次电源方面非常完美。

当您查看差异时，请注意，焊接糊剂是手工施加的，这说明了散布在PCB上的焊料斑点；模具会阻止所有这些和大多数（如果不是全部）J1和U1上的焊桥。单击图像以仔细查看。

假设您喜欢所看到的，请继续阅读。

阅读温度

控制温度对于回流焊接绝对必要，并且准确地读取温度是控制它们的先决条件。在加热设备中读取温度的一种常见方法是使用热电偶。本文解释该过程并提供有关使用热电偶，PICAXE微控制器和MAX31855集成电路的说明。此处介绍的硬件和软件是该文章中设计的扩展。如果您还没有阅读，或者不清楚地记住它，请在进行此项目之前阅读。

焊接回流曲线

焊料有几种不同的配方，每种配方都由不同的金属组成。最容易使用的两个是SN63PB37（63％TIN和37％的铅）和SN62PB36AG02（62％TIN，36％的铅和2％银。）都具有相同的回流曲线，并且本文中反映了曲线。互联网搜索“反流配置文件”图像将产生如此多的图表，以至于令人难以置信，因此这里不会显示图形。子弹列表足以定义回流焊接的四个阶段。（所有温度都是近似的，但应为+/- 5°C。）

• 预热包括将PCB（包括其表面固定组件和焊料糊）从环境（房间）温度带到150°C。只要不少于90秒，这个阶段的时间就不关键。
• 浸泡包括将温度从150°C提高到180°C。这个阶段应为60到120秒。（请注意，某些配置文件图显示了作为预热阶段的一部分的浸水阶段，但这只是增加了不必要的混乱；在本文中，四个阶段中的每个阶段都被视为与其他阶段分开。）
• 回流是焊料液化的阶段，包括在约30秒内将温度从180°C升至215°C，并在另外30秒内将其从215°C降低到180°C。
• 冷却包括允许温度从180°C降低到环境。只要逐渐完成，这个阶段的时间就不会至关重要。

在生产环境中，可能需要更精确的温度和时机，但是对大多数业余爱好者来说，前面的温度和时机效果很好。不同的焊料（尤其是无铅）将需要更改前面的信息，但在开始时，请考虑使用上述焊料和时机。一旦获得了一些经验，就可以做出适当的更改。

选择烤烤箱

选择烤箱以焊接回流时，通常会更好。手动控件优于电子控件，而小烤箱优于大烤箱。

本文中使用的烤箱是Toastmaster TOV320，以7美元的价格在旧货店购买，并在上面显示。它仅需要一个非常简单的修改（稍后再进行更多），但是类似的烤箱可以使工作。这是要寻找的东西。

• 二石英加热元素 - 一个上层和一个下部
• 每个加热元件和烹饪区域之间的金属屏蔽
• 1200瓦（或更多）
• 一个“保持”功能
• 指示器的“电源”
• 玻璃前门
• 带有单独烧烤的可移动金属托盘

其余的硬件

下面显示了MAX31855 PICAXE-08M2热控制器的示意图和无焊面板组件。请注意，示意图上显示的电线颜色与无焊面包板上的电线相对应。

该电路与该电路的比较上一篇文章揭示了一些添加的内容，所有这些都添加了，以便按照PICAXE-08M2的指示打开和关闭烤箱。请注意，已将新连接添加到PINC.0中，该连接始终用作与PC通信的串行OUT PIN。最初，这种新连接旨在通过打开和关闭3.3V来直接启动固态继电器（SSR）。

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

结果，有必要添加一个额外的切换阶段，以提供SSR的增加电压。R3，R4和Q1（aBS170N通道MOSFET）提供该功能。如示意图所示， +V连续提供到SSR，当picaxe-08m2的pind将其带到高的pinc.0时，将其接地切换为Q1。每当打开Q1时，使用R5和LED1都会提供视觉指示。

使用PINC.0控制Q1并作为08m2的串行销钉的功能仅引起一个小问题。每当将程序下载到PICAXE时，PINC.0的输出将导致Q1迅速切换并LED1闪烁。因此，当程序下载发生时，应从SSR断开（拔掉）烤箱。

下次

在该项目的第2部分中，将描述SSR的操作，并将涵盖其与电压电压的联系的细节和安全问题。PICAXE-08M2的软件将在任何必要时介绍和解释。“调整”代码与烤面包机的特性匹配的代码也将被覆盖。

系列的下一篇文章：用picaxe控制烤烤箱 - 第2部分

为自己自己尝试一下！得到bom。