Reflow Lötplatte

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Fertige Lötplatte
Innenleben der Lötplatte
Lötplatte im Test

Reflow Lötplatte ist ein Benutzerprojekt


Lötplatte
Benutzerprojekt
Projekt: Lötplatte
Benutzer: Damian Schneider
Bereich: Werkzeug
Technologie: LaserCutter, Arduino


Projektbeschreibung

Mit einer Reflow-Lötplatte können Platinen mit SMD Bauteilen schöner und schneller gelötet werden als von Hand. Ausserdem ist es möglich Bauteile zu löten, die von Hand gar nicht gelötet werden können, nämlich solche mit Anschlüssen auf der unzugänglichen Unterseite (z.B. BGA).

Die Heizplatte besteht aus einem massiven Aluminiumblock mit zwei 230V Heizelementen von je 100W. Diese werden über ein Halbleiterrelais (solid state relay) geschaltet. Die Temperatur wird mit zwei Sensoren (NTC, 100k wie sie auch bei 3D Druckern verwendet werden) gemessen. Zwei aus Redundanzgründen, denn mit 230V und 200W kann man bei Sensorausfall ganz schön Schaden anrichten. Die Temperatur wird von einem Arduino ausgelesen und dieses steuert dann das Relais entsprechen an. Zur Regelung verwende ich einen PID-Regler den es als Library gibt. Das herausfinden der richtigen Regelparameter war nicht ganz einfach: entweder wird die Temperatur nur sehr langsam erreicht oder aber schnell dafür wird die Zieltemperatur massiv überschossen und es dauert lange bis sich die Temperature eingependelt hat. Die klassische Regelauslegung nach Ziegler-Nichols hat zwar funktioniert, war mir aber noch zu langsam.

Das Arduino steuert auch noch das 16x2 Zeichen Display an, dort werden Eingestellte und gemessene Temperatur angezeigt. Die Temperatur wird über ein Potentiometer mit 3D gedrucktem Drehknopf eingestellt. Somit kann die Lötplatte auch als präzisions-Heizplatte verwendet werden: Die Temperatur wird auf 0.5°C genau geregelt.

Das Temperaturprofil zum Löten ist fix einprogrammiert. Um es zu starten wird einfach der Knopf gedrückt. Ist die Temperatur erreicht ertönt ein Warnsignal über einen Piezo Lautsprecher und nach 10 Sekunden kann die Platine zur Abkühlung entfernt werden.

Ein Kippschalter ermöglicht es die Heizung manuell ein- und auszuschalten.

Die Elektronik sitzt in einem Gehäuse welches auf dem Lasercutter geschnitten wurde. Gezeichnet hab ich das mit Inkscape. Die Heizplatte sitzt auf Teflonfüssen und ist mit M6-Schrauben an diesen befestigt. Damit sind Temperaturen bis 260°C kein problem.

Berücksichtigte Probleme

Die grosse thermische Masse des Alublocks macht die Platte recht träge. Zum reflow löten hab ich deshalb getestet, wieviel die Temperatur überschiesst und entsprechend die maximaltemperatur eingestellt um die Spitzentemperatur von 260°C, die zum Löten nötig ist, ganz genau zu erreichen.

Projektstatus

Betriebsbereit und im Einsatz

Ausbaumöglichkeiten

Möglichkeit einen externen Temperatursensor anzuschliessen: damit wäre es möglich die Temperatur eines beliebigen Objekts, das auf der Platte steht, zu regeln. Zum Beispiel wird das im Chemielabor zur genau geregelten Temperatur von Flüssigkeiten verwendet.