TehnoStation

Разработка новой паяльной станции началась еще во второй половине 2016 года, но в виду постоянной загруженности откладывалась.

Станции IR101.05 и IR101.06 полностью справляются со своей задачей, выполняя любые операции по пайке BGA, прогреве чипов, замене сокета. Несмотря на это постоянно хотелось добавить что-то новое полезное в станцию.

Теперь инфракрасная паяльная станция приобрела почти окончательный вид.

Основным отличием от предыдущих станций стало появление дополнительных бесконтактных датчиков температуры (пирометрических).

В рассматриваемой станции используются пирометрические датчики MLX90614 с цифровым интерфейсом и широкими возможностями программирования и конфигурирования внутренних настроек, в том числе и фильтров датчика.

Конструкция пиродатчика:

Характеристики датчика:

Температурный диапазон эксплуатации: от -40 до + 85 °C
Температурный диапазон измерений: от -70 до + 380 °C
Цифровой интерфейс: SMBus
Точность измерений: 0.5 °C для диапазона от 0 до + 50 °C
Разрешающая способность: 0.02 °C
Напряжение питания: от 2.6 В до 3.6 В

Погрешность датчика:

Термодатчики К-типа остались и можно переключить в настройках какой тип датчика будет использоваться. Для более удобной и быстрой пайки использовать безконтактные датчики, там где невозможно — термопары.

Установлен 3.2-дюймовый дисплей и более мощный чип контроллера.

В станцию вмонтирован вакуумный пинцет, который запускается отдельно при необходимости переключателем на боковой стенке.

 

Программа управления инфракрасной станцией.

Благодаря более мощному процессору контроллера удалось увеличить программный функционал станции. В главном меню отображаются включенные секции нижнего нагревателя, выбранные в настройках датчики температуры и текущие температуры.

Добавил возможность выбирать в настройках цвет фона. Теперь можно выбрать цветовую схему дисплея кому как нравится.

Датчики температуры можно использовать К-типа или пирометрические, причем установить можно каждый датчик отдельно. К примеру для удобства и простоты можно выбрать контроль температуры платы по пирометрическому датчику, а температуру пайки по термопаре. Пирометрическим датчиком измерять температуру прогрева платы будет более правильно нежели термопарой, в виду того, что пиродатчик (который используется) имеет угол обзора 90град (заявлено в документации, реально больше) и определяет среднюю температуру точек попавших в поле зрения, в отличии от термопары, которая измеряет температуру в точке.

Появилась долгожданная функция «стоп пайка». Теперь если программа обнаружила какие либо отклонения в работе — выводит ошибку с пояснением, что могло послужить причиной. В настройке можно выбрать: останавливать программу, отключать нагреватели и ждать пока пользователь не устранит причину и не нажмет кнопку далее, чтобы продолжить пайку; или не останавливать операции пайки, при этом выводить на дисплей ошибки. Помимо ошибок обрыва цепи датчика, еще контролируется потеря контакта термопары с платой или случайный отвод в сторону пиродатчика.

Изменилась настройка термопрофилей.

Теперь в настройках есть график температур с отображением установленных мощностей на каждом участке, времени площадок и температуры на них. Количество сохраняемых профилей увеличено до 8.

Используемые секции нижнего нагревателя можно установить программно.

Операция охлаждения платы стала активной. Программа управляет кулерами охлаждения платы, обеспечивая плавное остывание (задается временем Т3) до комнатной температуры.

 

 

Первая работа на станции IR102.01

Для проверки работы станции, была взята небольшая подопытная видеокарта. Она как раз по ширине подошла на одну секцию нагревателя, поэтому остальные секции были отключены. Для контроля были установлены пиродатчики. Конечно для измерения температуры чипа не очень корректно использовать датчик с таким углом обзора и тут напрашивается для контроля термопара. Датчик температуры платы был установлен с краю платы на расстоянии 10-15мм над платой, перпендикулярно плате. При такой установке обеспечиваются самые достоверные показания этого датчика. Второй датчик был установлен под углом так чтобы в его поле зрения попал чип с платой, а он сам не находился в поле излучения верхнего излучателя.

Программа запущена по профилю настроенного ранее (см. выше фото). При запуске у нас отображается тонкой линией график настроенного термопрофиля.

Жирной линией начинает рисовать график текущих температур.

Новый алгоритм поддержания температуры нижним нагревателем позволил удержать заданную температуру 115гр достаточно точно (в пределах 1гр).

В конце операции пайки температура платы увеличилась до 117гр. Подозреваю, что это связано с малым размером платы: плата уже начала прогреваться от верхнего излучателя.

 

Подведу небольшой итог первого использования станции:

Станция вела себя очень предсказуемо. График температур соответствовал заданному термопрофилю. Очень точно поддерживалась температура платы нижним подогревателем (именно температура платы, а не нагревателя!).

Недостатком отметил только неточность измерения температуры чипа, когда пиродатчик находится под углом к плате. В конце пайки поставил два датчика рядом: один перпендикулярно плате, второй под углом. Тот что под углом был показал на 12гр меньше реальной температуры. Чтобы эту погрешность исключить заказал пиродатчик с малым углом обзора (5град). Дорогой по стоимости, надеюсь оправдает себя.

Еще как я писал ранее, более рационально контролировать температуру чипа при пайке термопарой. Пиродатчик с таким углом обзора лучше использовать для контроля температуры чипа в ручном режиме при сушке чипа или накатки шаров,  там очень неудобно термопару устанавливать, порой и нет места для ее установки.

Удобно снимать чип встроенным вакуумным пинцетом. Честно говоря до последнего не верил, что его нужно встраивать в станцию. Очевидный и неоспоримый плюс — на столе меньше приборов и больше порядка.

Отключаемые секции теперь позволяют использовать нижней преднагреватель для работы с малыми платами (от телефонов или планшетов).

Хорошее начало, буду совершенствовать станцию, исправлять ошибки и публиковать доработки с новыми испытаниями. В ближайшее время сниму небольшой видеообзор.

 

Еще фото станции: