Padella reflowing

Tecnica di reflowing casalingo per componenti SMD

AVVERTENZE:

ho usato questo metodo solo un paio di volte, quindi abbassate le vostre aspettative
usate tutte le precauzioni del caso: guanti, pinze, etc
utilizzate una padella che non utilizzerete più per uso alimentare
[se a qualcuno viene in mente qualche altra avvertenza, prego di aggiungerla]

Cosa serve

sonda di temperatura
padella
PCB + componenti SMD
stagnatore + stagno, nastro kapton, pinzette per SMD

Sonda di temperatura

Io ho utilizzato cose che avevo già in casa, cioè:

termistore EPCOS 100k + 4,7k ohm pull-up, ricambio della stampante 3d
lcd 16x2 + backpack
attiny85
vecchio carica cellulare da 5V, 900mA con regolatore LM7805
regolatore di tensione

Per il collegamento del termistore vi consiglio questo schema, lo sketch che ho utilizzato invece è una modifica di questo.

Ovviamente potete utilizzare quello che volete, basta che la sonda sia in grado di raggiungere i 300 gradi e che i cavi siano protetti da tubo sterlingato ad alta temperatura.

Sketch

 // 100k ohm EPCOS 100k (4.7k pullup)
 
 // which analog pin to connect
 #define THERMISTORPIN 2         
 // resistance at 25 degrees C
 #define THERMISTORNOMINAL 100000      
 // temp. for nominal resistance (almost always 25 C)
 #define TEMPERATURENOMINAL 25   
 // how many samples to take and average, more takes longer
 // but is more 'smooth'
 #define NUMSAMPLES 10
 // The beta coefficient of the thermistor (usually 3000-4000)
 #define BCOEFFICIENT 4066
 // the value of the 'other' resistor
 #define SERIESRESISTOR 4700    
  
 #include <TinyWireM.h>                 
 #include <LiquidCrystal_I2C_852.h>         
  
 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
 
 int samples[NUMSAMPLES];
  
 void setup()
 {
   lcd.init();                           // initialize the lcd 
   lcd.backlight();                      // Print a message to the LCD.
   lcd.setCursor(0, 0);
   lcd.print("Temp:");
 }
  
 void loop(void) {
   uint8_t i;
   float average;
  
   // take N samples in a row, with a slight delay
   for (i=0; i< NUMSAMPLES; i++) {
    samples[i] = analogRead(THERMISTORPIN);
    delay(10);
   }
  
   // average all the samples out
   average = 0;
   for (i=0; i< NUMSAMPLES; i++) {
      average += samples[i];
   }
   average /= NUMSAMPLES;
  
  
   // convert the value to resistance
   average = 1023 / average - 1;
   average = SERIESRESISTOR / average;
  
   float steinhart;
   steinhart = average / THERMISTORNOMINAL;     // (R/Ro)
   steinhart = log(steinhart);                  // ln(R/Ro)
   steinhart /= BCOEFFICIENT;                   // 1/B * ln(R/Ro)
   steinhart += 1.0 / (TEMPERATURENOMINAL + 273.15); // + (1/To)
   steinhart = 1.0 / steinhart;                 // Invert
   steinhart -= 273.15;                         // convert to C
  
 
   lcd.setCursor(6, 0);
   lcd.print(steinhart, 1);
   lcd.print("C  ");
 
   delay(500);
 }

Padella

Io ho utilizzato un pentolino, ma la vernice tende a sbruciacchiarsi, quindi credo sia meglio una di quelle padelle in alluminio non verniciate.

Mettete la sonda sulla superficie della padella con un pezzo di nastro Kapton e fate qualche prova di temperatura. Nel mio fornellino più piccolo, col fuoco al minimo, la padella raggiunge i 300 gradi. Decisamente troppo, per cui bisogna stare attenti e togliere la scheda al momento giusto. Prima di fare la stagnatura vera e propria, vi consiglio di verificare le temperature che raggiungete e verificate la temperatura a cui il componente smd deve essere stagnato sul datasheet.

PCB + componenti SMD

Mettete un po' di stagno sulle piazzole del componente smd, giusto una gocciolina. La piazzola dev'essere bella lucente e con un po' di pancia ma non troppa.

Reflowing

Prima

Estraete il componente SMD dalla sua custodia, verificate con un tester le resistenze tra i piedini e segnatele su un pezzo di carta. Dopo averlo stagnato, potete verificare che le resistenza siano le stesse e quindi verificare che sia tutto a posto.

Durante

Prendete il componente SMD con le pinzette e verificate la posizione in cui lo adagierete sul PCB. Mettete il PCB con le piazzole preparate nella padella e accendete il gas. La temperatura salirà velocemente, intorno ai 200-220 gradi lo stagno comincia a sciogliersi, a queso punto appoggiate il componente SMD, vedrete che si posiziona da solo nella sua collocazione. Questa operazione deve durare qualche secondo, mentre la temperatura è a 220-230 gradi. Togliete con le pinze il pcb dalla padella e spegnete il gas.

Risultato

Verificate che le resistenze siano le stesse che vi siete appuntati, se qualche resistenza è diversa potrebbe essere un problema di stagnatura oppure avete bruciato il componente.

Nella seconda foto, la seconda stagnatura da sinistra non è bellissima, però il sensore funziona.

TODO

Sarebbe molto carino utilizzare, anzichè la padella, una resistenza elettrica posizionata su una lamiera di metallo. Lo sketch potrebbe essere migliorato e diventare un vero e proprio PID. L'Attiny85 ha pin liberi che potrebbero essere utilizzati per un potenziometro per regolare la temperatura e una uscita PWM con cui pilotare la resistenza.

Padella reflowing

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