การควบคุมเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังด้วย PICAXE - ส่วนที่ 2

Anonim

การควบคุมเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังด้วย PICAXE - ส่วนที่ 2


บทนำ

ส่วนที่ 1 ของโครงการนี้รวมถึงการอภิปรายเกี่ยวกับรูปแบบการเชื่อมแบบ reflow soldering สี่ขั้นตอนของการบัดกรี reflow และวงจรสำหรับใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PICAXE และวงจรรวม MAX31855 เพื่ออ่านและแสดงค่าอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิล หากคุณพลาดบทความนี้การอ่านบทความนี้จะเป็นประโยชน์

ปัญหาเล็กน้อยกับวงจรที่นำเสนอในส่วนที่ 1 เป็นข้อกำหนดสำหรับแหล่งจ่ายไฟ 3.3V และแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเล็กน้อยเพื่อควบคุม SSR วิธีการแก้ปัญหาในกรณีดังกล่าวแสดงไว้ในแผนผังด้านล่าง อุปทาน 5V ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟหลักและ 3.3V สำหรับ MAX31855 และ PICAXE-08M2 มาจาก U3 (ตัวควบคุม LP2950ACZ) และ C4 และ C5 เพื่อความสะดวกมีการเพิ่มสวิตช์เปิด / ปิด (SW1) และไฟแสดงการเปิด - ปิด (LED2 และ R6) คุณอาจต้องการการออกแบบนี้ที่นำเสนอในส่วนที่ 1; ทั้งสองทำงานได้ดี

ในตอนนี้จะมีการนำเสนอบทความสุดท้ายในชุดโครงการเตาหลอมของ PICAXE โครงการเชื่อมต่อกับวงจรควบคุม SSR (Solid State Relay) และเตาปิ้งขนมปัง นอกจากนี้รหัส PICAXE จะนำเสนอและอธิบายเช่นเดียวกับกระบวนการปรับแต่งรหัสเพื่อใช้ร่วมกับเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังของคุณ

การปรับเตาอบ

หนึ่งในวัตถุประสงค์ของโครงการนี้คือการหลีกเลี่ยงการปรับเปลี่ยนเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ อย่างไรก็ตามมีการปรับเปลี่ยนแบบง่ายๆที่แนะนำให้ใช้: เจาะรูเล็ก ๆ ในฝาด้านหลังของเตาเพื่อให้สามารถใส่เทอร์โมคัปเปิ้ลได้ เทอร์โมคัปเปิ้ลควรอยู่ใกล้กับศูนย์กลางของเตาอบและอยู่ด้านบนเล็กน้อยซึ่งด้านบนของ PCB จะอยู่ตามภาพดังรูปด้านล่าง

หรือคุณอาจกำหนดเส้นทางนำเทอร์โมคัปเปิ้ลระหว่างประตูเตาอบกับช่องเปิดประตู แต่เนื่องจากปัญหาการรบกวนเมื่อเปิดและปิดประตูไม่แนะนำให้ใช้ แน่นอนปลายอีกด้านหนึ่งของเทอร์โมคัปเปิลนำไปเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมตามที่กล่าวไว้ในตอนที่ 1 ของโครงการนี้

โปรดทราบว่าเทอร์โมคัปเปิลอยู่เหนือแผ่น PCB แต่อย่าแตะต้องหรือไม่ควรสัมผัสกับส่วนใดส่วนหนึ่งของเตาอบ PCB (ซึ่งเป็นเพียงกระดานว่างที่ใช้สำหรับภาพ) วางบนตะแกรงเพื่อให้การไหลของอากาศที่ด้านล่างรวมทั้งด้านบน กระทะย่างช่วยเพิ่มความร้อนจากส่วนล่าง สำหรับการบัดกรีการ reflow ที่ดี PCB ควรได้รับความร้อนจากการหมุนเวียนอากาศมากกว่าการแผ่รังสีหรือการนำไฟฟ้า

SSR (โซลิดสเตทรีเลย์)

ใช้รีเลย์ FOTEK SSR-40 DA ของแข็งในโครงการนี้ ได้รับการจัดอันดับให้สามารถเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าได้ถึง 40 แอมป์และจะเพียงพอสำหรับการเปลี่ยนแอ็ปเปิ้ล 10 แอ็ปเปิ้ลหรือที่เตาอบเครื่องปิ้งขนมปังต้องการ ตามที่ชื่อระบุ SSR จะทำซ้ำการทำงานของรีเลย์ แต่จะไม่มีส่วนติดต่อสลับโลหะและเสียงที่เกี่ยวข้องทั้งไฟฟ้าและเสียงที่เกี่ยวข้องกับรีเลย์ไฟฟ้า ข้อดีอีกอย่างหนึ่งของ SSR ก็คือการแยกไฟฟ้าระหว่างวงจรควบคุมและสายไฟ AC

คำเตือน! สวิทช์ SSR จะใส่แรงดันไฟ AC ซึ่งเป็นอันตรายและอาจถึงแก่ชีวิตได้ หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับความรู้เกี่ยวกับการทำงานอย่างปลอดภัยกับแรงดันไฟ AC อย่าพยายามเชื่อมต่อ SSR

ภาพด้านล่างแสดงวิธีในการต่อสาย SSR โปรดทราบว่า SSR จะสลับด้านหนึ่งของสาย AC เพียงด้านเดียวและ (ใน USA) ที่ควรเป็นด้านที่ร้อนของบรรทัด ปลั๊กและปลั๊กไฟที่มีไว้สำหรับใช้ไฟ AC เป็นรหัสสำหรับระบุสายไฟที่ร้อนและเป็นกลาง ส่วนที่กว้างขึ้นของปลั๊กสองอันบนปลั๊กคือด้านที่เป็นกลางและแคบกว่าคือด้านที่ร้อน บนปลอกกระสุนด้านที่เป็นกลางจะแสดงโดยซี่โครงที่ยกขึ้นวิ่งไปตามด้านนอกของฉนวน ด้านร้อนไม่มีซี่โครงสูงขึ้นในฉนวนกันความร้อน

สายไฟสีแดงและดำมีแรงดันควบคุมสำหรับ SSR และจะเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 1 ของโครงการนี้

รหัส

เมื่อฮาร์ดแวร์ถูกจัดเรียงออกแล้วก็ถึงเวลาที่ต้องพิจารณารหัสที่ทำให้การทำงานทั้งหมด เมื่อคุณเริ่มต้นโปรแกรมสิ่งแรกที่คุณควรจะได้เห็นคือหน้าจอสแปลชที่แสดงด้านล่าง คุณสามารถแก้ไขได้ตามที่คุณต้องการ

ส่วนของรหัสที่เกี่ยวข้องกับการอ่านเทอร์โมคัปเปิ้ลและการแสดงอุณหภูมิถูกกล่าวถึงในตอนที่ 1 และจะไม่ถูกทำซ้ำที่นี่ แทนที่จะเน้นที่นี่จะเป็นรหัสที่เปิดสวิตช์เตาจริงๆ รหัสสมบูรณ์สามารถดาวน์โหลดได้ในตอนท้ายของส่วนนี้

บรรทัดที่ 23 กำหนดตัวแปรใหม่: HCC ย่อมาจากตัวควบคุมความร้อนและใช้ตำแหน่งไบต์ตัวแปร b11 บรรทัดที่ 39 ซึ่งอยู่นอกโปรแกรมหลักช่วยให้มั่นใจได้ว่า HCC จะถูกตั้งค่าเป็น 0 ทุกครั้งที่รีเซ็ตฮาร์ดแวร์

บรรทัดที่ 77 ถึง 107 จะทำซ้ำด้านล่าง

สาย 77 ตรวจสอบเพื่อดูว่า HCC มีการตั้งค่าเป็น 0 และถ้าใช่เส้น 78 ถึง 92 จะทำงานตามอุณหภูมิภายในเตาอบ ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่า 150 ° C จะทำให้ขั้นตอน "Pre-heating" ของกระบวนการรีเฟรชซึ่งทำหน้าที่ย่อยยับ heat_100 ซ้ำ ๆ จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึง 150 ° C ในขณะที่อยู่ในขั้นตอนการทำความร้อนก่อนเตาอบจะทำงานที่รอบการทำงาน 100% และจอ LCD จะแสดงอุณหภูมิและขั้นตอนในปัจจุบันต่อไปตามที่แสดงด้านล่าง

เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่หรือสูงกว่า 150 ° C รหัสจะไปที่บรรทัด 81 ถ้าอุณหภูมิไม่น้อยกว่า 150 ° C แต่น้อยกว่า 180 ° C จะทำให้ขั้นตอน "แช่" ของกระบวนการ reflow ทำงานได้ heat_70 subroutine ซ้ำ ๆ จนกว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นถึง 180 ° C ในขณะที่อยู่ในขั้นตอนการแช่เตาอบทำงานที่รอบการทำงาน 70% และจอ LCD ยังคงแสดงอุณหภูมิและขั้นตอนปัจจุบันตามที่แสดงด้านล่าง

เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่หรือสูงกว่า 180 องศาเซลเซียสรหัสจะเปลี่ยนเป็นบรรทัด 84 หากอุณหภูมิอยู่ที่ 180 ° C แต่น้อยกว่า 215 ° C จะทำให้ขั้นตอน "Reflowing" ของกระบวนการรีเฟรชซึ่งทำหน้าที่ heat_100 subroutine ซ้ำ ๆ จนกว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็น 215 ° C ในขณะที่อยู่ในขั้นตอนการ reflowing เตาอบจะทำงานที่รอบหน้าที่เป็น 100% และจอ LCD ยังแสดงอุณหภูมิและขั้นตอนปัจจุบันตามที่แสดงด้านล่าง

เมื่ออุณหภูมิถึง 215 องศาเซลเซียสรหัสจะเปลี่ยนเป็นบรรทัดที่ 84 ซึ่งจะปิดความร้อนและเริ่มขั้นตอน "การทำความเย็น" ของกระบวนการ reflow ในขณะที่อยู่ในขั้นตอนการทำความเย็นเตาอบจะดับลงและจอ LCD จะแสดงอุณหภูมิและความร้อนออกตามที่แสดงด้านล่าง บรรทัด 90 ป้องกันไม่ให้วงจรการไหลของข้อมูลรีสตาร์ทจนกว่า PICAXE จะรีเซ็ต

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวินาทีหลังจากที่ความร้อนถูกปิด เมื่อถึงจุดนี้คุณควรเปิดประตูเตาอบเล็กน้อยเพื่อปล่อยอากาศร้อนบางส่วน แตกต่างจากสามขั้นตอนแรกซึ่งควบคุมโดย PICAXE ขั้นตอนการระบายความร้อนเป็นคู่มือและคุณเป็นผู้ควบคุม ปล่อยให้อุณหภูมิเย็นลงทีละ 150 องศาเซลเซียสแล้วเปิดฝาออกให้หมด อย่าลืมปล่อยเวลาให้ PCB และด้านในของเตาเย็นจนเพียงพอเพื่อไม่เพียง แต่ตรวจสอบว่าข้อต่อของบัดกรีแข็ง แต่เพื่อป้องกันนิ้วมือของคุณไม่ให้หยิบจับว่า "เกือกม้าร้อน" เป็นที่เลื่องลือ

เมื่อไม่จำเป็นต้องดูอุณหภูมิภายในเตาอีกต่อไปให้ถอดสายไฟออกจากวงจรควบคุม เมื่อคุณใช้พลังงานต่อไป HCC จะถูกรีเซ็ตและเตรียมพร้อมสำหรับรอบเดียวอีกครั้งในแต่ละขั้นตอน

ดาวน์โหลดรหัส

"ปรับ" รหัส

เมื่อคุณเข้าใจวิธีการทำงานของโค้ดคุณควรทำการเปลี่ยนแปลงเพื่อให้เหมาะกับเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังของคุณเป็นเรื่องที่ค่อนข้างง่าย นี่คือคำแนะนำบางส่วน:

  • ให้เปลี่ยนค่าอุณหภูมิในสาย 78, 81, 84 และ / หรือ 87 เพื่อลดค่าอุณหภูมิที่กำหนดไว้สำหรับโลหะบัดกรีอื่น
  • ทุกสิ่งทุกอย่างติดตั้ง แต่ด้วยเตาอบว่างเปล่าให้รับดินสอกระดาษและนาฬิกาด้วยมือสอง (หรือตัวเลข) และเริ่มต้นรอบการไหลลื่น
    • จดจำระยะเวลาที่ใช้สำหรับแต่ละขั้นตอนและจดเวลา
    • ดูระยะเวลาในส่วนที่ 1 หากขั้นตอนไม่นานเท่าที่คุณต้องการลดรอบการทำงานของความร้อนโดยการสร้างโปรแกรมย่อยใหม่ ตัวอย่างเช่นในการเปลี่ยนรอบหน้าที่ 70% เป็น 40% ให้ใช้เวลา 400 มิลลิวินาทีและเวลาต่ำสุด 600 มิลลิวินาที
    • หากขั้นตอนการแช่นานเกินไปคุณสามารถเพิ่มรอบการทำงานได้ตั้งแต่ 70% ถึง 100% หรือที่ใดก็ได้ในระหว่างเดียวกัน ขั้นตอนอื่น ๆ ได้รับการตั้งค่าไว้ที่ 100% แล้วดังนั้นตัวเลือกหลักของคุณจะมีมากกว่าหรือสูงกว่าองค์ประกอบความร้อน หากคุณพยายามเพิ่มฉนวนบางอย่างในเตาอบระวังอย่าให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้
  • เมื่อทุกสิ่งทุกอย่างดูเหมือนถูกต้องให้ลองใช้บอร์ดที่มีคอมโพเนนต์ราคาไม่แพงดูว่าจะทำอย่างไรและทำการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมตามที่ต้องการ

ความคิดสุดท้าย

ประโยชน์ของส่วนประกอบ SMD ไม่จำเป็นต้องหลบเลี่ยงคุณอีกต่อไป สร้างเตา reflow ของคุณเองและเริ่มได้รับกระชับมากขึ้นมืออาชีพที่กำลังมองหาชิ้นส่วน PCB

และดูโครงการ PICAXE เพิ่มเติมใน AllAboutCircuits.com

ให้โครงการนี้ลองด้วยตัวคุณเอง! ขอรับ BOM