硬核！工程師DIY無線控制回流爐

2019 Hackadayprize 中國區(qū)賽事正在火熱報(bào)名 ing，我們將為大家介紹在過去幾屆 Hackadayprize 中獲獎(jiǎng)的作品，希望能給你帶來啟發(fā)！快點(diǎn)來報(bào)名參賽，12.5 萬美元的終極大獎(jiǎng)在等你認(rèn)領(lǐng)：https://www.cirmall.com/hackadayprize_2019

Reflowduino 項(xiàng)目是一個(gè)自己動(dòng)手（DIY）回流生態(tài)系統(tǒng)，由開源硬件組成，專門用于無線控制您自己的回流爐，同時(shí)保持編程的完全靈活性，并提供一系列功能！

回流爐工藝是通過重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊?；亓鳡t是 SMT(表面貼裝技術(shù))最后一個(gè)關(guān)鍵工序，是一個(gè)實(shí)時(shí)過程控制，其過程變化比較復(fù)雜，涉及許多工藝參數(shù)，其中溫度曲線的設(shè)置最為重要，直接決定回流焊接質(zhì)量。這是 Reflowduino 項(xiàng)目的用武之地 ......

Reflowduino 項(xiàng)目由開源硬件組成，專門用于控制回流設(shè)備和應(yīng)用 PID 溫度控制，同時(shí)保持編程和使用的完全靈活性，同時(shí)提供一堆特征。

問題

自己動(dòng)手制作的 PCB 設(shè)計(jì)人員不得煞費(fèi)苦心地焊接表面貼裝元件，這不僅需要良好的眼睛，穩(wěn)定的手和耐心，而且效率也非常低，并且永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生與生產(chǎn)質(zhì)量一樣好的結(jié)果板。 此外，雖然市面上有小型回流焊爐，但它們的價(jià)格不太友好，而且它們通常附帶不能輕易修改的專有軟件。

幸運(yùn)的是，Reflowduino 生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以建立自己的回流焊爐設(shè)置，價(jià)格僅為商用回流焊爐的一小部分，并且可以靈活地更改代碼，添加所需的功能，使其變得簡單或根據(jù)需要設(shè)計(jì)。 ，并在整個(gè)過程中學(xué)習(xí)！ Reflowduino 將所有這些作為完全開源的人分享，包括 EAGLE PCB 文件，Arduino IDE 示例代碼，示例用于藍(lán)牙控制的 Android 應(yīng)用程序，以及有關(guān)如何修改烤箱的完整教程！

您可以在 Reflowduino Github 頁面上找到所有設(shè)計(jì)文件，示例代碼，演示應(yīng)用程序和 wiki！

Reflowduino 生態(tài)系統(tǒng)包括多個(gè)硬件，我將在下面介紹。 雖然最適合 PCB 回流焊應(yīng)用，但每種應(yīng)用不僅可用于回流焊，還可用作獨(dú)立的學(xué)習(xí)工具或其他應(yīng)用！

Reflowduino Basic

經(jīng)典的 Reflowduino 板是一款兼容 Arduino 的控制器板，可輕松將烤箱轉(zhuǎn)換為可靠的回流爐！ 它采用多功能 ATmega32u4 微處理器，帶有微型 USB 編程接口，集成 MAX31855 K 型熱電偶接口，帶噪聲濾波，藍(lán)牙低功耗（BLE 4.0），可輕松與移動(dòng)設(shè)備配對，LiPo 電池充電和狀態(tài)指示，以及用于播放的蜂鳴器你最喜歡的旋律。

Reflowduino Pro

Reflowduino Pro 主板，它是在 Reflowduino Basic 基礎(chǔ)上但在增加了固態(tài)繼電器：

Reflowduino 技術(shù)規(guī)格

Reflowduino 有兩種類型，Reflowduino Basic 不包括固態(tài)繼電器（想想 Arduino Uno 外形）和 Reflowduino Pro，后者已經(jīng)安裝了固態(tài)繼電器。 以下是 Reflowduino 的一些快速技術(shù)規(guī)范：

• ATmega32u4：這款漂亮的小型微控制器與眾所周知的 Arduino Leonardo 同樣強(qiáng)大的大腦，USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換全部在芯片內(nèi)處理！ 電路板的工作電壓為 3.3V，而不是 5V，如果你將 Reflowduino 連接到 5V 邏輯，請使用電平轉(zhuǎn)換器！
• Micro USB 連接器：Micro USB 為電路板供電，為 LiPo 電池充電（如果有），也可用于對電路板進(jìn)行編程。
• 可復(fù)位保險(xiǎn)絲：Reflowduino 使用額定電流為 750mA 的可復(fù)位 PTC 保險(xiǎn)絲，以保護(hù)您的電路板不會(huì)從 USB 端口吸取超過此數(shù)量的電流！ 只需移除短路（假設(shè)這導(dǎo)致問題）將“重置”保險(xiǎn)絲恢復(fù)正常！
• 指示燈：每當(dāng)電路板通電時(shí)（綠色 USB 或 LiPo 電池），綠色電源 LED 都會(huì)亮起; 當(dāng) Reflowduino 未通過藍(lán)牙連接時(shí)藍(lán)色 LED 閃爍，并在連接時(shí)變?yōu)榉€(wěn)定; 并且用戶控制的紅色 LED 可用于調(diào)試，或者，在 Reflowduino 演示代碼的情況下，可用于指示回流過程是否正在進(jìn)行中。
• 電壓調(diào)節(jié)器： Reflowduino 具有 3.3V / 600mA 穩(wěn)壓器，用于為 ATmega32u4，藍(lán)牙模塊以及您可能想要連接的其他設(shè)備供電！
• 熱電偶接口：該板包含一個(gè) MAX31855 熱電偶至數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片，用于通過 K 型熱電偶讀取溫度（任何 Reflowduino 購買都附帶）。
• 藍(lán)牙： HM-11 藍(lán)牙 4.0 低功耗（BLE）模塊允許在 Reflowduino 和移動(dòng)應(yīng)用程序之間輕松編程無線通信和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，無需使用昂貴的顯示器來消耗大量 GPIO 引腳并占用空間！ 藍(lán)牙還可用于從開源應(yīng)用程序啟用自定義功能和用戶界面，從而實(shí)現(xiàn)無限可能！ 默認(rèn)情況下，應(yīng)用程序顯示實(shí)時(shí)熱電偶溫度，實(shí)時(shí)繪制回流溫度，顯示回流過程何時(shí)完成，并保存數(shù)據(jù)供您稍后分析。 這些功能可以擴(kuò)展為顯示屏蔽。
• LiPo 電池充電： 2mm JST 電池連接器和充電電路允許您使用容量至少為 250mAH 的標(biāo)準(zhǔn)單節(jié) 3.7V LiPo 電池。 您可以通過 micro USB 或使用 LiPo 電池或兩者來保持 Reflowduino 插入！ 如果兩者都插入，它將自動(dòng)使用微型 USB 電源。 默認(rèn)情況下充電電流為 250mA，但您可以焊接跳線以將其設(shè)置為 500mA。
• 固態(tài)繼電器（僅限專業(yè)版）： Reflowduino Pro 配有光學(xué)隔離固態(tài)繼電器，額定電流為 25A / 240VAC（最大規(guī)格帶對流冷卻）或 10A / 240VAC（轉(zhuǎn)換為 20A / 120VAC），無需主動(dòng)冷卻，這是你應(yīng)該需要的，因?yàn)槟愕牟遄谔l之前只能提供 15A（至少在美國）。 如果您已經(jīng)有 Reflowduino Basic，您將需要購買自己的固態(tài)繼電器，但不用擔(dān)心;，該板具有大而易于焊接的焊盤，可用于連接繼電器！ 該板還有一個(gè)焊接跳線，您可以切斷默認(rèn)的 3.3V 繼電器控制走線，并將新的走線橋接到 USB 電壓（5V），以防外部繼電器輸入無法在 3.3V 工作。
• 蜂鳴器：一個(gè)壓電蜂鳴器讓你知道什么時(shí)候準(zhǔn)備晚餐，或者你可以讓它玩搖籃曲！
• Arduino 兼容性： Reflowduino 完全兼容 Arduino，可以使用 Arduino IDE 通過簡單的微型 USB 連接進(jìn)行編程。
• 引腳和接頭： Reflowduino 使用熟悉的 Arduino 接頭布局以及匹配的安裝孔（3.2mm 孔）。 引腳分配標(biāo)記與 Arduino Leonardo 相同，除了“VIN”引腳的明顯例外，Reflowduino 上沒有默認(rèn)連接，因?yàn)殡姵刂荒芡ㄟ^電池連接器插入。 但是，有一個(gè)焊接跳線將此引腳連接到 3.3V，這可能方便另一個(gè)傳感器等。另外，Reflowduino 上的“5V”引腳是 USB 電壓（應(yīng)該在 5V 左右）。
• 定制：由于 Reflowduino 可以像任何其他兼容 Arduino 的開發(fā)板一樣使用，因此您可以添加傳感器，LED，顯示器等，而藍(lán)牙使其特別適用于與手機(jī)或計(jì)算機(jī)連接。 修補(bǔ)一下，一定要與大家分享你的酷項(xiàng)目！

ESP32 附加模塊（“Reflowduino32”）

隨著 ESP32 熱潮的到來，我還創(chuàng)建了一個(gè) ESP32“背包”模塊，插入這個(gè)常見的“DOIT”ESP32 開發(fā)板，為其提供方便的熱電偶和繼電器接口，便于回流控制，同時(shí)仍通過低功耗藍(lán)牙進(jìn)行通信，但這一次使用 ESP32 的內(nèi)置藍(lán)牙。

• 熱電偶接口：與 Reflowduino 電路板一樣，Reflowduino32 板載有一個(gè) MAX31855 K 型熱電偶 IC，一個(gè)螺釘端子可方便安全地連接 K 型熱電偶（任何 Reflowduino32 購買都包含在內(nèi)）。
• 繼電器接口：第二個(gè)螺絲端子為繼電器模塊（如 Sidekick）提供接口，用 ESP32 打開和關(guān)閉繼電器，以控制回流裝置（烤箱等）。 默認(rèn)的繼電器輸入電壓為 3.3V（與 Sidekick 配合使用），但對于不接受這種低控制電壓的繼電器，可將其配置為 VIN 電壓（僅連接 USB 時(shí)為~5V）。

Sidekick 繼電器模塊

固態(tài) Sidekick 繼電器模塊（簡稱“Sidekick”）是一種固態(tài)繼電器模塊，可以快速方便地控制幾乎所有 AC 設(shè)備，包括烤箱，加熱板，AC 照明和電機(jī)。 只需將設(shè)備插入 Sidekick，使用附帶的 C13 電源線將 Sidekick 插入墻壁，然后將兩根繼電器輸入線連接到 Reflowduino。 低壓繼電器輸入使 Sidekick 微控制器適用于任何 3.3V 或 5V 微控制器，因此它也適用于其他項(xiàng)目！

• 繼電器控制電壓： 3-15VDC，適用于任何 3.3V 或 5V 微控制器！ 注意：Sidekick 使用與 Reflowduino Pro 相同的固態(tài)繼電器，螺釘端子可以方便，安全地連接兩根控制線。
• 輸出額定值： 12-280VAC 輸出電壓范圍，額定電流為 25A / 240VAC（最大規(guī)格為對流冷卻），典型值為 10A / 240VAC，或 20A / 120VAC（適用于美國任何家用電器）。
• 模塊電源：接受標(biāo)準(zhǔn) C13 電源線（附帶），插入板上匹配的 C14 連接器，而另一端直接插入墻上插座。 該器件連接接地引腳以確保安全。
• 設(shè)備電源：受控設(shè)備有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 NEMA 插座。 只有在激活繼電器時(shí)（以及當(dāng)然電源開關(guān)打開時(shí)），設(shè)備才會(huì)打開。
• 電源開關(guān)：模塊有一個(gè)電源開關(guān)。
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如果你對這個(gè)項(xiàng)目感興趣，想獲取完整信息請?jiān)L問：

https://hackaday.io/project/27900-reflowduino-wireless-reflow-controller-ecosystem

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有人說硬件技術(shù)將很快達(dá)到極限，而在我們看來，硬件創(chuàng)新，尤其是中國硬件工程師的創(chuàng)新，還遠(yuǎn)未走到盡頭，而只是剛剛開始。作為致力于為全球硬件開發(fā)者提供技術(shù)共享服務(wù)的平臺(tái)，與非網(wǎng)母公司 SupplyFrame 旗下最大的全球硬件開發(fā)者社區(qū) Hackaday.com 已連續(xù)五年舉辦全球硬件開發(fā)者大賽 Hackadayprize，有超過 3000 多個(gè)硬件團(tuán)隊(duì)在這個(gè)賽事中互動(dòng)交流、切磋技藝。

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這個(gè)《硬件改變世界》系列，我們挑選在前幾屆 Hackadayprize 大賽中獲獎(jiǎng)的優(yōu)秀作品加以展示，硬件技術(shù)可以多有意思，硬件開發(fā)者可以多有創(chuàng)意，從這些作品中你可以看到。



2019 年 3 月，Hackadayprize 中國區(qū)賽事將隆重開啟，我們很期待看到國內(nèi)的硬件開發(fā)者大開腦洞、大展技藝。你準(zhǔn)備好了沒，與來自全球的硬件開發(fā)者同臺(tái) PK？