基于制作“ DIY SMT电磁炉”的实施过程

大家好！本项目介绍我制作“ DIY SMT电磁炉”的实施过程，它由布铁元件制成，并固定到厚铜板利用锡膏的熔点来实现传递热量的加热需求。

制作此DIY SMT电磁炉的目标很简单，制作便捷、材料实惠且能支持机器的正常运行。

元件清单：

铁元素700W-1000W（我使用的是可回收废旧铁来）

铜板150mm x 250mm x 2.2mm

木板460mm x 380mm x 20mm

M4螺丝50mm长

M4螺栓

交流电源线

防静电垫145mm x 345mm

其余部分用于准备温度传感器：

PCB（由JLCPCB提供）

OLED显示屏SSD1306

Atmega328PU

16MHz晶体

22pF Cap 0603封装

10K电阻0805

NTC 10K

5V 1A充电器电路

3D打印外壳/盒

灌封剂（环氧树脂和硬化剂）

铁氟龙红，黑，白

回流焊用PCB

焊锡膏

Arduino作为ISP程序员设置

制作步骤：

步骤1：关于焊膏的调配提示

焊膏的熔化温度取决于助焊剂百分比和Sn-Pb的比例，我使用的比例是63/37，即Sn63-Pb37。Sn-Pb焊料的熔点高140至270°C。

注意-购买焊锡膏时需要检查熔化温度。使用熔化温度较低的焊膏。（170-200°C）

步骤2：基本设置

加热板直接由交流电源供电，没有在加热板线路上添加继电器以切断电源或进行控制。原因很简单，在此设置中添加继电器意味着我们需要观测温度并在加热板达到一定温度时切断加热板的电源，然后在加热板温度下降时重新连接。

在熨斗的元件上，熨斗中有一个机械部件，即恒温器。

恒温器是电熨斗中调节其温度的重要组成部分，当熨斗达到一定温度时，恒温器会关闭熨斗的电源。该机构由由黄铜和铁制成的双金属带组成，当铁的温度超过一定极限时，该带开始以较低的膨胀系数向金属弯曲。结果，条带不再物理连接到接触点，电路断开并且电流停止流动。

因为熨斗已经具有用于控制熨斗温度的电源切断电路，我们只需要一个温度监控设置即可显示铜表面的准确温度。

为了测量高于150°C的温度，我准备了一个基于NTC的Atmega328PU设置程序，该设置程序可在SSD1306 OLED显示屏上显示热板温度。

步骤3：准备温度传感器设置

为了进行此温度传感器设置，我按照本指南使用了10K NTC和Arduino Nano来设置基本的温度传感器设置。设置NTC非常容易，我们只需要根据给定的原理图，将具有相同阻值（在我的情况下为10K）的NTC与NTC串联在一起即可。

在完成了面包板版本之后，我通过使用其他项目中的PCB准备了最小的Atmega328PU设置。我在PCB设计软件中准备了PCB，然后将该PCB交给JLCPCB进行采样！

我首先在PCB上添加了必要的SMD组件，这些组件已在上面的示意图中提到。现在，我使用的PCB没有用于OLED显示器的分支点，因此我通过切割四个连接器的铜走线对PCB进行了一些修改，然后分别添加了VCC，GND，A4和A5引脚通过跳线连接到该连接器。之后，我添加了THT组件，例如IC和保险条。接下来，我从先前制作的面包板设置中删除了OLED，并将其与10K NTC一起连接到当前设置。

最后一步是将Atmega328PU中的Flash Bootloader加载到其中，并向其中上传代码，为此，我使用了“ Arduino as ISP编程器板”，这是一个将Arduino作为ISP草图闪烁的Arduino Nano。通过将ISP编程器的SPI引脚与目标微控制器的SPI引脚连接，我们可以刷新微控制器。然后烧掉了Atmega328PU的引导加载程序，并将其上载了主草图。最终结果是该DIY温度传感器显示了NTC测得的实时温度。

步骤4：电磁炉元素的构造部分

该项目的主要部分是元素设置。我们可以将PCB直接放在熨斗的表面上，它将毫无问题地回流PCB，但是熨斗的表面积不足以回流大型PCB，要增加回流表面，我购买了尺寸为150mm x 250mm x 2.2mm的铜板。

我的计划是在铁元素上添加铜板。铜的导热性非常好，因此很适合该项目。我用M3螺丝在铁的元件和铜板上钻了安装孔。我将它们都固定了，然后进行了巨大的加热板安装。三个孔用于用铜板固定铁元素，四个孔用于将铜板添加到木制底座上。

步骤5：准备底座等基础物料

至于底座，我使用的木板尺寸为460mm x 380mm x 20mm。我已经根据热板孔在木制底座上钻了安装孔，然后使用M4螺钉，垫圈和螺栓将Midi Copper板固定在远离木质表面的空中。但是在将它们全部拧紧之前，我在木板上涂了油漆，并在上面加上了ESD垫子。

无需在此处添加ESD垫子，我添加了它是因为它具有耐热性，并且在对任何PCB进行回流焊之后，我们都可以将PCB（仍处于热态）放置在垫子上，并且垫子不会熔化。我使用了橡胶粘合剂将ESD垫子与木制底座连接起来。

最后，我添加了一个AC连接器，用于将Hotplate AC电源与AC线连接。为了将交流电源线固定在适当的位置，我添加了一个塑料部件以将电源线固定在适当的位置。将底座设置为热板后，我在底座上添加了带螺丝的温度传感器设置。现在，为NTC设置供电，我们需要5V电流，并且此设置在AC电源上运行。为了从交流电源获得直流电，我采用了5V 1A充电器电路，并为其设计了一个定制机身。

我用白色PLA 3D印刷了车身，然后准备了一种环氧树脂混合物，用于灌封整个盒子，以制作DIY隔离5V电源！

步骤6：环氧树脂灌封过程并完成

当将基板放置在锅内时，开始灌封过程。然后将液态化合物倒入锅中，将其充满并完全覆盖设备。液体变硬，将设备封装在其中（在本例中为AC-DC充电器电路）我将环氧树脂和固化剂倒入两个不同的纸杯（每个30毫升）中，然后将它们混合在一起。Epoxy Resign保持液态，但是当添加固化剂时，其成分开始改变并固化。

将环氧树脂和固化剂混合在一起后，我将充电器电路置于其3D打印体内部，并将混合物倒入其中。几个小时后，它完全固化，最终得到了这款坚固且隔离的5V电源。根据给定的原理图，我将此盆栽电源与温度传感器设置和交流电源相连，我们的设置已基本完成！

步骤7：SMD工艺和PCB回流工艺

回流焊接是将表面安装元件连接到印刷电路板（PCB）的最广泛使用的方法。该过程的目的是通过首先预热组件/ PCB /焊锡膏，然后熔化焊料而不会因过热而造成损坏，从而形成可接受的焊点。为了对该流程进行最后的检查，即对其中的一些PCB进行回流焊，我将使用这两个PCB，它们来自我之前的两个项目！

1. Attiny85 Gameboy

2. Nanoleaf项目

我以OrCad节奏设计了这些PCB，然后将它们发送到JLCPCB进行采样。

第一步是采用适当的焊膏分配方法，在每个焊盘上逐个添加焊膏。

我使用了一个破碎的镊子从焊膏盒中刮出了很少的焊膏，我必须将焊膏一个接一个地添加到每个组件焊盘中，这很容易，因为该PCB需要很少的SMD组件

理想的方法是使用Stencil，您也可以从JLCPCB获得Stencil，另一种方法是使用体面的锡膏分配器，该锡膏分配器需要另一种类型的锡膏，该锡膏中含有大量助焊剂。助焊剂使焊膏的硬度降低。（就我而言，焊膏非常坚硬）

接下来，我们必须借助锋利的镊子将组件逐个放置在指定的位置。我在这里使用的是0805封装的10K欧姆电阻，以及0603封装的1K电阻，以及具有相同封装的指示灯LED，也是A7二极管。

现在，我们需要提起该PCB并将其放在加热板上。打开电炉，等待几分钟。

几分钟后，PCB随温度升高而开始加热，当温度达到270°C的峰值时，焊膏完全融化。我对Nanoleaf PCB做过相同的过程。

我在LED焊盘上一个接一个地添加了焊膏，这确实耗费了时间和精力，但是在完成向每个焊盘添加焊膏的艰苦工作之后，我将SMD WS2812B LED放置在它们指定的位置，并将整个PCB放在热板上进行回流工艺结果很不错。

步骤8：结论，局限性和缺陷，以及改进

终于制作好的这个电磁炉确实可以正常工作，并且非常适合用于项目的PCB回流焊。它甚至可以达到300°C的温度，甚至可以用于回流金属PCB，总的来说，我对结果感到满意。该热板工作正常，但是，当热板达到270°C后，其温度传感器设置似乎无法正常工作，这可能是因为我使用的是10KNTC。我已经订购了100K NTC。

该热板当前需要可靠的温度传感器设置，如果DIY温度传感器不起作用，则可以在此处使用适当的面板温度传感器模块，其成本约为15至20美元，但即使在较高温度下也可以显示准确的温度读数。

无论如何，对于第1部分，就是这样。我将在此Hotplate项目中进行必要的更改，并在该项目的第2部分中进行调整，敬请期待！
责任编辑:pj