Reflow-Ofen mit IBoard EX

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10.08.2015 von plaintron

Die Zeit der Durchsteck-Montage in elektronischen Schaltungen geht auch im Hobby-Bereich dem Ende zu. SMD-Bauteile sind inzwischen so klein, dass nur mit feinstem Lötwerkzeug und unter dem Mikroskop noch eine saubere manuelle Montage gelingt. Deshalb gehört heute auch ein Reflow-Ofen in die Bastelwerkstatt. Bleibt die Frage: Selber bauen oder kaufen? Für mich gab es da natürlich nur eine Antwort.

Nun bin ich weder der erste noch der einzige Bastler, der sich einen Lötofen baut, und deshalb habe ich mir erst mal ein paar Inspirationen geholt, versucht, das Prinzip der Regelung zu verstehen und zu wissen, worauf ich bei der Konstruktion achten muss.

Zunächst brauchen wir einen geeigneten Pizza-Ofen. Er sollte oben und unten mindestens zwei Quarz-Heizstäbe haben und die Leistung muss deutlich über 1000 Watt betragen, damit eine kurze Aufheizphase möglich ist. 1500 Watt wären ideal, habe ich festgestellt. Bei mir sind es 1200 Watt in einem Aldi-Modell, das ich für 15 Euro bei Ebay gefunden habe. Das genügt gerade so, um die erforderliche Aufheizkurve abfahren zu können.

So ungefähr sah das Teil aus, bevor ich es zerlegt habe, allerdings mit silberner Oberfläche und in neuwertigem Zustand:

fif1200

Beim nächsten Projekt würde ich mich vermutlich anders entscheiden und ein flacheres Gerät mit mehr Leistung wählen, das auch gerne etwas hochwertiger verarbeitet sein darf. Das Blech dieses Ofens ist schon sehr dünn und hat mir bei der Bearbeitung einige Sorgen bereitet.

Meine Vorgaben sahen folgendermaßen aus:

meruto_panel_005_licht_expSeparate Ansteuerung für Ober- und Unterhitze, zwei Temperaturfühler (Platinen- und Gehäusetemperatur), Timerfunktion bis 255 Minuten oder 255 Sekunden, programmierbare Temperaturkurven, Dauerheizung. Die Bedienung sollte über einen Dreh-Encoder laufen, als Anzeige wird ein LCD mit 2×8 Zeichen verwendet. Zusätzliche LED-Anzeigen signalisieren, ob ein Heizelement gerade eingeschaltet ist, außerdem gibt es eine Betriebsanzeige für die Netzspannung.

Bis zu 10 Programme je Funktion möchte ich abspeichern können, um so je nach Platine, Bestückung und verwendeter Lötpaste unterschiedliche Kurven fahren zu können. Eine Fernsteuerung über Netzwerk habe ich auch eingeplant, zusätzlich lässt sich das Gerät über den USB-Anschluss seriell (RS232) steuern.

In meiner Arduino-Kiste habe ich noch ein IBoard EX von iTead gefunden, welches genau das richtige Format und alle nötigen Funktionen hat.

iboard_ex

Auf dem Board sitzt ein ATMega32U4 mit Leonardo-Bootloader. Dieser USB-Bootloader verlangsamt den Systemstart etwas, deshalb werde ich den wohl irgendwann mal rausschmeißen.

Das große Flatpack ist ein Wiznet-Controller für das Netzwerk. Außerdem ist noch ein SD-Sockel verbaut. Die Anschlüsse sind nicht Arduino-kompatibel, aber das war hier auch nicht wichtig, weil ich eine spezielle Steuerplatine gebaut habe, die direkt auf dem iBoard sitzt und an den passenden Pins andockt.

Das Bedienteil befindet sich auf einer separaten Platine, die im Frontpanel eingebaut ist und über Flachbandkabel mit dem Steuer- und Leistungsteil verbunden wird. Die Heizelemente werden über zwei Solid-State-Relays S202S02 von Sharp geschaltet.

pcb_ready_etched

Auf der linken Seite ist das Bedienteil, die rechte Platine enthält die Leistungselektronik, das Interface zum IBoard und einen Delta-Sigma-A/D-Wandler MCP3550 für die Temperatursensoren. Die Spannungsversorgung läuft über ein kleines Schaltnetzteil, das ebenfalls im Frontpanel sitzt.

So sieht die fertig bestückte Leistungsplatine aus:

power_pcb_assembled

Das schwarze Plastikteil hinten links ist ein Piezo-Summer. Im Vordergrund ist der Kühlkörper für die S202S02 zu sehen, davor befindet sich der Snubber-Circuit, das ist eine RC-Reihenschaltung als Dämpfungsglied. Einen Überspannungsschutz (Varistor) habe ich zur Sicherheit ebenfalls eingebaut.

So viel erst mal für heute. Die Programmierung und Kalibrierung ist ein eigenes Kapitel und wird in einem späteren Beitrag erklärt.

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4 Kommentare zu “Reflow-Ofen mit IBoard EX

  1. […] meinem Reflow-Ofen habe ich Solid-State-Relais von Sharp verbaut. Das kompakte SIL-Gehäuse dieser Baureihe hat mir […]

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  2. […] ich meinen Reflow-Ofen gebaut habe, musste auch eine Kontrastregelung für das LCD auf die Platine. Das […]

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  3. […] PID-Bibliothek habe ich bereits in meinem Reflow-Ofen verwendet und sie als zuverlässige Regelhilfe schätzen gelernt. Wer mehr über die Verwendung der […]

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  4. […] Lötverfahren habe ich diverse Varianten ausprobiert, mit Lötpaste und Heißluft, im Reflow-Ofen und mit Lötzinn von der Rolle. Für Einzelstücke finde ich die Handlötung mit bleihaltigem […]

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