Микро столик для reflow пайки

[p_v]

Пока очень черновые наброски. Дополню по мере доработок.

Зачем этот столик:

• Любителям, которые собирают по плате в пол года, нафик не уперлось хранить и раскладывать здоровые бандуры.
• Большинство любительских плат, заказанных на jlcpcb и разведенных под SMD - очень небольшого размера.
• Мелких столиков в природе нет, совсем.

В общем, девайс задумывается максимально компактным и простым. Для любительских задач это оправдает и некоторые неточности нагрева. Со свинцовой пастой запас такой, что все равно не накосячить. По бюджету должно получиться долларов 30-50 - сравнимо со стоимостью недорогого паяльника или фена.

За счет чего достигаем простоту и компактность:

• Лепим все на одну плату ~120*70..140*80, и МСН-нагреватель и электронику (по креплению нагревателя была отдельная тема).
• Делаем тачскрин, чтобы не возиться с конструктивом кнопок и ручек.
• Датчики выпиливаем нафик. В нагревателе вольфрам, поэтому температуру можно контролировать по сопротивлению.

Из нерешенного - питание. Есть варианты с USB-PD и от сети. Оба со своими достоинствами и недостатками. Пока выбрать не смог, отрисовал оба.

USB-PD https://easyeda.com/reflow/reflow-usb-pd

• + Самый компактный вариант
• + Можно вообще без корпуса делать, просто плату смонтировать и низ герметиком залить.
• - Фиговый выбор нагревателей. Ближайший (50*50мм, 5ом) раскачается только на 40 ватт, 250-260С.
• - Долго разбираться с USB-PD стеком.

Сетевой https://easyeda.com/reflow/reflow-micro-table

• + Разработка проще
• + На али есть нагреватели в ляминевых панелях, продаются для сборки-разборки светодиодных штук.
• - Высота увеличивается на 20мм, из-за модулей питания
• - Строго обязательно печатать поддон для изоляции
• - Надо колхозить гальваноразвязку. Не фатально, но чуть больше деталек.
• - С инерцией скорее всего будет грустно, для охлаждения надо либо обдувать, либо вовремя снимать плату.

Был еще вариант делать без гальваноразвязки, закрыв все пластиком (и с энкодером вместо тачскрина), но мне не понравился конструктив. В конечном счете, важно сбалансировать ВСЕ параметры, поэтому даже мелочь может поменять абсолютно все. Например, когда вспомнил как отказаться от термодатчика, стало возможным использовать ляминевые "сковородки", и платы с сетевым питанием заиграли новыми цветами. До этого их отбраковал.

Вариант без гальваноразвязки был бы неплох как отдельный модуль для ляминевых столиков в режиме подогрева, тем кто светодиоды меняет. Но мне эта тематика не интересна, поэтому забраковал.

Из не решенного - скорее всего понадобится складной обдув привернуть. Тут бы не помешала помощь с конструктивом от тех кто шарит в промдизайне. Чтобы в сложенном виде все оставалось компактным.

[Yuri222]

с USB-PD

так все же равно на порт нужно доставить требуемую мощность - т.е. где-то за пределами непосредственной видимости должен быть мощный питальник.

Ближайший (50*50мм, 5ом) раскачается только на 40 ватт

Если запросить 20V 5A (если, конечно, используемый порт такой профиль может обеспечить) - то 80W.
Но - опять же - зачем лишнее промежуточное звено, с излишним функционалом (это я про стек USB-PD)...

Если все же USB-PD - есть готовый питатель? Можно вместо связки микроконтроллер + FUSB использовать контроллеры с этим портом - STM32G0xx

Вот еще вспомнил - мне иногда бывало нужно перепаять какую-нибудь мелочь на плате, удобнее бы с нижним подогревом всей платы градусов до 150-ти, а потом сверху добавить ручным феном на нужный элемент и снять пинцетом - посмотрел размеры обычных паяльных станций - интерес сразу угас - это руки можно обжарить над такой печкой (((

[p_v]

так все же равно на порт нужно доставить требуемую мощность - т.е. где-то за пределами непосредственной видимости должен быть мощный питальник.

Все так. Просто подобные питальники постепенно становятся стандартом и дешевеют. Гораздо проще делать девайсы под стандартное питание, чем городить высококачественный блок в каждое устройство. На али USB-PD зарядник на 60 ватт можно найти за 20 долларов. Вполне работают. Не знаю как на полной мощности, но паяльники через кабель с триггером вполне нормально питают. Сейчас еще заказал базеусовский за 40 долларов, очень компактный.

Если запросить 20V 5A (если, конечно, используемый порт такой профиль может обеспечить) - то 80W.
Но - опять же - зачем лишнее промежуточное звено, с излишним функционалом (это я про стек USB-PD)..

Дык стек это фирмварь, при помощи которой профиль запрашивается.

Но надо учитывать 2 вещи:

1. На больше 3 ампер по стандарту требуются дорогие чипованные кабели. Поэтому лучше не искать приключений и за пределы 60 ватт (20V*3A) не вываливаться.
2. Сопротивление нагревателя растет, 5 ом в холодном виде будет 10-11ом при нагреве. Поэтому от 20 вольт больше 40 ватт не извлечь, если не лепить еще один преобразователь (а это точно перебор). 50*50мм на 3.5 ом (в холодном виде) продают в единственном месте за 20$ - слишком рискованно и дорого.

Если все же USB-PD - есть готовый питатель? Можно вместо связки микроконтроллер + FUSB использовать контроллеры с этим портом - STM32G0xx

Можно, но пропадет возможность заливать прошивку по USB, без программатора. Плюс поддержка USB-PD на G0 вроде бы представляет собой блоб, что плохо для опенсорсов. Я сейчас занимаюсь подбором баланса ВСЕХ нюансов, в этом разница между "продуктом" и пионерской поделкой. Поэтому бывает так, что какая-то фича отдельно прекрасна, но не вписывается в общую картину.

Вот еще вспомнил - мне иногда бывало нужно перепаять какую-нибудь мелочь на плате, удобнее бы с нижним подогревом всей платы градусов до 150-ти, а потом сверху добавить ручным феном на нужный элемент и снять пинцетом - посмотрел размеры обычных паяльных станций - интерес сразу угас - это руки можно обжарить над такой печкой (((

https://ru.aliexpress.com/item/4000073462890.html - если получится, сделаю на таком. Есть сомнения что MCH там нормально запечатан. Как доедет, буду разбираться с термограммами и скоростью остывания. Заказал 3 штуки, посмотреть повторяемость и распилить заодно. Если не сложится - тогда откачусь на чистый MCH 50*50.

[jump]

Любителям, которые собирают по плате в пол года, нафик не уперлось

тачскрин, чтобы не возиться с конструктивом кнопок и ручек

и тем более

По бюджету должно получиться долларов 30-50

при наличии у каждого ноутбука или смартфона на экране экономим, управление на есп с веб мордасией и вайваем - гальваноразвязка и управление хоть из пентагона

[p_v]

https://github.com/speedcontrols/wifi-configurator я делал подобную штуку. С мобильника через браузер - в принципе нормальная тема. Но там со стыковкой проблемы:

- вбивать пароль при компиляции как-то зашкварно
- конкретно esp не умеет на 5ghz

Я загонял esp в режим точки доступа с веб порталом. Один раз перекинуться на левую сетку и потерять интернет - нормально, но в качестве основного использования - не очень. Можно было бы через портал забивать параметры реальной вафли, но тогда возвращаемся к тому, что esp умеет работать только на 2.4ghz, с которого многие свалили (слишком загажен).

- Есть IoT других производителей, но там пока не очень понятно с простотой разработки и прошивки.
- Можно пробовать через bluetooth, но спеки для доступа из браузера еще не утвердили

И еще один момент - отсутствие гальваноразвязки подразумевает что электроника полностью закрыта. А тут скорее всего понадобится 5 вольт на внешний вентилятор выдавать.

Если подводить итог - я не против самого подхода, но там надо вместо одних проблем другие решать, не менее кучерявые. У меня пока не вышло составить такую комбинацию, которая бы понравилась лично мне. Но если у кого есть опыт - буду рад обсудить.

[p_v]

Подхачапурил сетевую схему. Сделал силовую часть с общим плюсом и управлением триаком напрямую. Вроде дальше уже некуда упрощать. Можно в принципе ставить гальваноразвязку SPI со встроенным DC-DC, но экономия одного HLK-01PM не даст ни какого практического выхлопа - общий размер не уменьшится.

Мне все еще не нравится толщина "сетевого" девайса 35мм, но это мои личные загоны в стремлении к совершенству .

[p_v]

Насчет ляминевых столиков. Такой наиболее правдоподобный в плане равномерности https://ru.aliexpress.com/item/4000073462890.html.

Честно говоря, после многочисленных экспериментов, у меня глазик дергается, как на таком паяют. Народ просто кладет платы со светодиодами сверху. Прилегание обеспечить невозможно. Нагрев через мелкие пятна и конвекцию. Стойки толстенные... Короче, полная жопа, которая почему-то работает. А ведь всего-то надо хотя бы покрасить верх термостойкой черной краской.

Предлагаю попутно обсудить альтернативные конструкции - как дешево и сердито приладить пластину к плоскому нагревателю. Ориентировочно - ходовые MCH 40*40мм. Навскидку - 4 отверстия под потай M1.6 и прихватить с обратной стороны за края шайбами через гроверы. Плюс по желанию вогнать немного высокотемпературной термопасты (есть до 280-350С).

Интересует, какой минимальной толщины должна быть пластина, и если брать медь (с али), реально ли ее надежно плакировать, чтобы от любой царапины она при нагреве не скопытилась. Алюминий не проблема, но у него теплоотдача поганая. На меди наверняка будут царапины от головок винтов (4 для крепления нагревателя, и 4 для крепления на плату).

Альтернативные критерии - чтобы пластина выдержала 1000 циклов reflow (по 2 мин 260С) или 200 часов в режиме нижнего подогрева (160С) до замены.

Для защиты меди проще всего было бы покрасить в черный цвет со всех сторон (низ потом фольгой закрыть). Химическое и гальваническое чернение - IMHO явно не для массового повторения. Но что с царапинами - ХЗ. Есть абразивостойкие краски, но это слегка экзотика по-моему. По механической прочности тоже не знаю что сказать.

В общем, кто знает, напишите пожалуйста навскидку:

1. Какой минимальной толщины должна быть пластина, чтобы не гнулась, если делать из алюминия.
2. Какой минимальной толщины должна быть пластина из меди, чтобы не гнулась от каждого чиха, чем плакировать дешево и сердито, и чего-как с царапинами.
3. Насколько вообще реально чтобы пластина 60*60мм была ровной и не гуляла. Ну хотя бы чтобы для мелких щелей хватало термопасты (+ PGS для особых эстетов).

И это должна быть не "плита", чтобы всё остывало относительно быстро (или мелкими вентиляторами можно было остужать 4С/сек).

Какие-то альтернативные доступные варианты (латунь?) тоже устроят, если будут работать лучше алюминия и закроют вопрос с коррозией.

Я бы для "мейнстрима" оставил крашеные сковородки по ссылке в начале, а для особых ценителей интересно намутить что-то продвинутое. Но так чтобы дома на коленке реально сделать.

[VladimirIvan]

Тепловые трубы позволят вынести нагрев и охлаждение.

[p_v]

Хотелось бы не абстрактных принципов, а уже более конкретно, применимо к обсуждаемым девайсам, с подробностями по конструктиву. Так-то я знаю и про теплотрубки и про пельтье, просто их сюда не особо понятно каким местом, и с сохранением повторяемости.

На всякий случай напоминаю, девайсы проектируются массовыми. Это значит, они должны быть доступны для повторения даже криворукому школьнику, а не только коллективу КБ. Если я хочу сделать "продвинутые" пластины, то возможен компромисс только по трудозатратам и цене, но не по доступности материалов и оборудования. Даже там где я упоминаю PGS для термовыравнивания нагревателя, это опциональная фича, а не обязательная.

[p_v]

Долго всё едет . Болтики M1.6 только на следующей неделе доберутся, а у них уже головы "устарели" - с пластинами потай надобен.

Насчет окисления медных пластин меня успокоили - если не тереть, то "окалина" держится достаточно прочно, чтобы не заморачиваться с дополнительной защитой. Остается только покрасить верх, тут уже рука набита. Единственный момент - в рознице продавцы не указывает твердость меди. Можно нарваться на мягкую, но надеюсь с листовым прокатом такого не случится. Ну и ценик алишный странноват - 10 долларов за пластину 100*100*2мм.

Продолжаю ориентироваться на алюминиевые "сковородки" и медь. Дозаказал для экспериментов такой список:

• Медные пластины 1 и 2 мм в prutki.ru. Просто потому что относительно дешево и быстро.
• Медные куски 100*100*2мм в 3 разных местах на али, посмотреть твердость меди.
• Винты М1.6 20мм под потай. Т.к. монтаж не на конусы, возможно понадобится увеличить длину.
• Фрезы 3мм 90° - зенкер под M1.6
• Фольга для саун 100мкм - минимальная фасовка 5 метров, а не 10 как думал раньше. Там получается всего 600-700р + доставка. Ожидается много экспериментов по фигурной резке, а формы для запекания потрошить лень.
• Термопаста TF8 (до 380°). Не знаю, пригодится ли, но пусть будет.

Размер может чуть увеличиться по сравнению с изначально задуманным, НО, если рабочая зона (где разброс не более 5-10С) реально станет 50*50мм - это весьма удачный размен.