Litavimo stotelė. Pirmas variantas. Nesėkmė

Posted: 2013-10-24 in Darbeliai
Žymos:, ,

Panorau turėti lituoklį su koreguojama temperatūra. Paskutinis mano variantas — lituoklio dusinimas su tiristoriumi — veikia visai pusėtinai. Temperatūrą per kelis bandymus nusistačiau visai  gerą, kanifolija nebedega, o gražiai tirpsta ir lengvai rūksta. Nežinau, kodėl šiuolaikinius tiek pigius, tiek brangius 220 V nereguliuojamus lituoklius daro tokius karštus — virš 400 ℃. Tokį turi ištisai į kempinėlę trinti ir vėsinti tokiu būdu ir tik tada lituoti. Arba naudoti rūgštinį aktyvų fliusą, kuris irgi vėsina lituoklį, bet… tai yra mirtis elektronikai. Net ir labai gerai nuplovus rūgšties patenka į visokias mikroertmes ir koroduoja komponentus.

Ką gi, su tiristoriumi neblogai. Išskyrus vieną trūkumą — lituoklis nuolat gauna mažiau energijos. Tad lituojant jis greičiau atvėsta ir lėčiau atstato temperatūrą. Nežinau, kaip veikia visokios gudrios litavimo stotelės, galbūt jos turi ir kokius nors gudrius algoritmus temperatūros palaikymui, bet paprasčiausias principas yra lygintuvo: užkaito lituoklis iki tinkamos temperatūros — maitinimą išjungiam. Nukrito temperatūra laipsniu-dviem — vėl duodam ir „pilnu gazu“. Ir taip pulsuojam po truputuką, kas keliolika sekundžių.

Taigi apie pirmą bandymą. Dariau jį prieš gerą mėnesį, bet vis neturėjau laiko aprašyti. O ir šiaip, sunku girtis nesėkmėmis…

Viena bėda tokia, kad aš nenoriu įsigyti litavimo stotelei skirto lituoklio. Paprasčiausiai dėl to, kad turiu du 220 V lituoklius. Galbūt, žiūrint į tolimesnę perspektyvą ir reikėtų kokios nors rimtesnės investicijos… bet aš noriu būti teisingas pats sau — na, nesu aš elektronikos genijus. Kad moku prilipdyti mikroschemą prie plokštės ir kažką susiprojektuoti — tai dar nieko nereiškia. Tą gali kiekvienas, pakankamai prisiskaitęs internetų visokių. Tikrai. Aš, pavyzdžiui, nė velnio nesuprantu, kaip veikia elementarus tranzistorius, o kas yra operacinis stiprintuvas, suvokiu tik labai labai paviršutiniškai ir visai neraukiu, ką galėčiau su juo nuveikti. Lygiai taip pat visiškai nesuprantu, kam reikalingas oscilografas, nors, sako, labai geras daiktas. Bet aš juo nemoku naudotis ir net nežinau, kaip tą reikėtų daryti.

Gerai, baigiam skiedalus, prie reikalo. Taigi, litavimo stotelė. Pirma užduotis: išsiaiškinti, kaip pamatuoti lituoklio temperatūrą. Prisiskaičiau apie visokius empirinius metodus: išmokti matuoti pagal temperatūrą lituoklio kaitinimo elemento varžą (bet tam vis tiek reikia jo temperatūros pamatavimo, gal, pvz. su lazeriniu termometru), užvynioti ant antgalio vielos kelias vielos vijeles ir matuoti jos kintančią varžą ir panašiai. Ne, aš noriu matuoti kokiu nors konkrečiu daiktu. Termistoriai nusibaigia ties kažkur 150 ℃ ar panašiai — nepamenu tiksliai. Reikia daugiau. Tarkim, kad ir iki tų pačių 400 ℃, kuriuos gali duoti mano lituoklis. O tam reikia jau kažkokių kitokių matavimo prietaisų.

Taip prisikasiau iki termporų. Termopora — tai dviejų skirtingų metalų vielutės viename gale sulydytos į lydinį. Kiti jų galai laisvi ir šalti. Tie lydiniai dėl temperatūrų skirtumo sukuria nedidelę elektros srovę. Na, veikia kaip silpni šiluminiai elektros energijos generatoriai. Panašiais reikalais maitinami kosminiai zondai: radioaktyvus elementas generuoja šilumą, o termoporos — elektros energiją. Tiesa, kad sėkmingai pamatuotume karštojo galo temperatūrą, reikia žinoti ir šaltojo galo temperatūrą. Tad reikia dviejų matavimo prietaisų. Vienas matuoja termoporos įtampą, o kitas — aplinkos temperatūrą. Iš to su visokiomis matematikomis galima išsiaiškinti ir karštojo termoporos galo temperatūrą.

Labai apsidžiaugiau aptikęs mikroschemą MAX6675. Ji mažutė, SOP-8 korpuse. Bet ji turi viduje termistorių, moka pamatuoti termoporos generuojamą įtampą ir atlieka visus skaičiavimus. Per SPI sąsają iš šios mikroschemos gauname laipsnius celsijais ir galime džiaugtis.

Kadangi jau turiu tokią mažutę mikroschemą, tai nusprendžiau plokštę projektuoti su Atmega8A-AU procesoriuku TQFP-32 korpuse. Tai ne pirmas mano darbas su paviršiniais komponentais, bet nesu daug tokių darbų daręs. Iš anksto galiu pasakyti tik tiek: tai tikras malonumas. Kai kurie mėgėjai tikrai be reikalo bijo užsiimti SMD komponentų litavimu. Tai daug paprasčiau ir kompaktiškiau. Be to, nereikia gręžioti begalės skylučių. Na, bent jau gerokai mažiau. Va tie komponentukai mano delne:

MAX6675 ir Atmega8A-AU | Elektronika | Darau, blė

Lazerine lygintuvine technologija ruošiant plokštę trūkumų buvo nedaug, tik takelių patrūkinėjusių ir litavimo aikštelių apsilupinėjusių pasitaikė:

Pirmoji plokštės versija litavimo stotelei | Elektronika | Darau, blė

Tik be reikalo plokštės nenupjoviau, geras gabalas dar kokiems nors smulkiems darbeliams būtų likęs. Bet tą dieną kamavo baisus tingulys…

Čia šiaip, prisimatavimas ir bandymas įsivaizduoti litavimo darbelį:

Prie plokštės primatuojamas Atmega8A-AU procesorios | Elektronika | Darau, blė

Plokštės gamyba su lygintuvu pavyko visai neblogai. Tik vieną nutrūkusį takelį pražiopsojau, teko plona vielute ištaisyti. Pačią plokštę sugalvojau visai neblogai, tik nepagalvojau, kad nepanaudotus procesoriaus elektrodus reikėtų kur nors išsivesti. Na, gal sugalvosiu ateity kokių mygtukų prijungti ar kažką panašaus… Dar pamiršau kokį nors įvadą maitinimui. Visai žioplas.

Išėsdinta pirmosios versijos plokštė litavimo stotelei | Elektronika | Darau, blė

LCD ekranėliui prilituoti elektrodus teko iš viršutinės plokštės pusės, kadangi taip būtent ją sugalvojau. Nedidelė tai bėda, tik tiesiai ir gražiai sulygiuoti elektrodus reikia kažkokios priemonės. Ta priemonė — atitinkama kontaktų juosta:

LCD ekrano elektrodų litavimas su kontaktų juostos lygiavimu | Elektronika | Darau, blė

Va taip va būna, kai 0805 paviršinį rezistorių pameti:

Paprastas rezistorius vietoje paviršinio | Elektronika | Darau, blė

Ant kilimo jį surasti buvo sunkoka. Ilgai knaisiojausi, kol nusprendžiau įkišti paprastą. Bent jau tam kartui. Tiesa, vėliau, pašliaužiojęs su žibintuvėliu visgi tą rezistoriuką radau ir įklijavau, kur priklauso:

Į savo vietą įlituotas 0805 paviršinis rezistorius | Elektronika | Darau, blė

Taigi įlitavau procesorių, LCD ekrano kontaktus ir šešių kontaktų jungtį ISP programatoriui:

Iš dalies surinkta litavimo stotelės plokštė su Atmega8A-AU procesoriumi | Elektronika | Darau, blė

Dar prilitavau šviesos diodą vietoje optrono, prijungiau ISP laidelius prie Arduino programatoriaus vaidmenyje:

Per Arduino ISP programatorių prijungta litavimo stotelės plokštė | Elektronika | Darau, blė

Ir pabandžiau procesoriuką „pašnekinti“. Atsiliepė.

Šnekinimas vyksta programėlės avrdude pagalba, nurodant jai avrisp programatorių ir m8 procesorių (čia taip Atmega8 vadinasi ano terminais). Raktukas -n nurodo, kad informacija būtų tik nuskaityta ir niekas procesoriui daugiau nedaroma:

sp@X:~/Programs/tools$ avrdude -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -c avrisp -p m8 -n -C avrdude.conf 

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: Device signature = 0x1e9307

avrdude: safemode: Fuses OK

avrdude done.  Thank you.

Tvarkelė. Dabar reikia įrašyti „saugiklius“, t.y. fuse bits. Nurodyti jais, kad procesoriukas prijungtas su 16 MHz kristalu. Galima kartu įrašyti, aš įrašinėjau po vieną komandą, iš pradžių low fuse, po to high fuse. Su šitais fjūzais galima prisižaisti, tad geriau naudotis specialiu skaičiuotuvu (internete bent keletas neblogų yra) ir kelis kartus patikrinti, ar viskas teisingai. Taigi, low fuse:

sp@X:~/Programs/tools$ avrdude -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -c avrisp -p m8 -C avrdude.conf -U lfuse:w:0xFF:m

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: reading input file "0xFF"
avrdude: writing lfuse (1 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: 1 bytes of lfuse written
avrdude: verifying lfuse memory against 0xFF:
avrdude: load data lfuse data from input file 0xFF:
avrdude: input file 0xFF contains 1 bytes
avrdude: reading on-chip lfuse data:

Reading | ################################################## | 100% 0.02s

avrdude: verifying ...
avrdude: 1 bytes of lfuse verified

avrdude: safemode: Fuses OK

avrdude done.  Thank you.

O dabar — high fuse:

sp@X:~/Programs/tools$ avrdude -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -c avrisp -p m8 -C avrdude.conf -U hfuse:w:0xCA:m

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: reading input file "0xCA"
avrdude: writing hfuse (1 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: 1 bytes of hfuse written
avrdude: verifying hfuse memory against 0xCA:
avrdude: load data hfuse data from input file 0xCA:
avrdude: input file 0xCA contains 1 bytes
avrdude: reading on-chip hfuse data:

Reading | ################################################## | 100% 0.02s

avrdude: verifying ...
avrdude: 1 bytes of hfuse verified

avrdude: safemode: Fuses OK

avrdude done.  Thank you.

Puikiai. Na, ir pirmas bandymas įkelti sukompiliuotą Intel Hex failiuką:

sp@X:~/Programs/tools$ avrdude -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -c avrisp -p m8 -C avrdude.conf -U flash:w:Litavimo_stotele.hex 

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.06s

avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: NOTE: FLASH memory has been specified, an erase cycle will be performed
         To disable this feature, specify the -D option.
avrdude: erasing chip
avrdude: reading input file "Litavimo_stotele.hex"
avrdude: input file Litavimo_stotele.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: writing flash (786 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 1.35s

avrdude: 786 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against Litavimo_stotele.hex:
avrdude: load data flash data from input file Litavimo_stotele.hex:
avrdude: input file Litavimo_stotele.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: input file Litavimo_stotele.hex contains 786 bytes
avrdude: reading on-chip flash data:

Reading | ################################################## | 100% 0.80s

avrdude: verifying ...
avrdude: 786 bytes of flash verified

avrdude: safemode: Fuses OK

avrdude done.  Thank you.

Prijungau LCD ir pabandžiau kažką jame parodyti… neveikia. Hm hm. Peržiūrėjau viską, lyg ir gerai. Viskas tvarkoj, mirksi. Tada pradėjau nagrinėtis LCD biblioteką. Nežinau, kas ten su ja buvo ne taip, bet su mano prijungimu veikti nenorėjo. Truputėlį pravaliau kodą, išmečiau tas dalis, kurios man nebus reikalingos ir… LCD ekranėlis įsižiebė ir parodė tekstą! Reiškia, visgi nieko nesupainiojau, tik biblioteka nenorėjo priimti mano konfigūracijos:

Litavimo stotelės plokštė su pritvirtintu 1602 LCD ekranėliu | Elektronika | Darau, blė

Ką gi, turiu veikiančią plokštę, programuojamą procesorių ir bėgantį tekstą:

Visi mes turime mėgstamų dainelių, tai ir aš vieną čia įdėjau 🙂

Laikas prilituoti ir MAX6675 lustelį. Prilitavau. O programatorius sako, kad mano procesoriaus signatūra bloga. Pabandom įkelti programą. Keliasi… bet signatūra ir kiti bitukai blogi. Hm. Ir nebeveikia, sugadinau kažką, blė.

Problema: MAX6675 bendrauja su procesoriumi per SPI magistralę. Procesorius irgi programuojamas per SPI jungtį. Du SPI įtaisai pjaunasi. Pabandžiau įtaisyti maxiukui pull-up rezistorių, kad jo netyčia neaktyvuotų. Nepadėjo. Jokie nominalai. Procesorius nebeatsiliepė. Supykęs maxiuką išlitavau, tuo pačiu sugadinau plokštę takelius atkeldamas. Procesorius toliau spjaudosi 0xFFFFFF signatūrom ir nebebendrauja normaliai. Taip man jo atgaivinti ir nepavyko, plokštę teko demontuoti ir pasiryžti daryti antrą versiją.

Antrojoje versijoje nusprendžiau MAX6675 mikroschemai pasidaryti DIP adapterį. Na, kad galėčiau jį išimti programavimo metu. Tai nėra labai teisingas sprendimas. Tiksliau, jis visiškai neteisingas, bet paprasčiausias. Galima dar SPI aparatus prie procesoriaus jungti per rezistorius, tada programatorius su jais turėtų nesusipykti. Bet iš kur man žinoti, kad tikrai gerai suveiks? Tad geriau paprastesnis, kad ir nelabai elegantiškas, variantas…

Kaip matėte pirmadienio įraše apie laminatorių, kaip tik pasigaminau antrąją plokštės versiją ir vėl bandysiu kažką daryti. Galbūt šitą litavimo stotelę įdarbinsiu ir kaip laminatoriaus temperatūros valdiklį, kad jis tolygesnę temperatūrą palaikytų. Prisidariau papildomų išvadų iš procesoriaus elektrodų ir įtaisiau vietą 5,5 mm maitinimo lizdui. Plokštę padariau didesnę, su atsarga, kad prie jos trim iš keturių varžtelių galėčiau prisukti ekranėlį. Negerai, kai anas makaluojasi.

Kol kas tiek. Pabandysiu surinkti antrąją versiją, tada pasidalinsiu ir jos įgyvendinimo džiaugsmais.

Komentarai
  1. mindogas parašė:

    Sekančio SPI įrenginio jungimas per rezistorius tikrai padeda. Kuomet jungiausi Siemens LCD ekranėlį prie Atiny2313 šią problemą patyriau savo kailiu. Tik mano atveju avr neužlinko. Šiaip galimas dalykas kad tavo Atmel’a dar galima atgaivinti. Gal jam tiesiog saugikliai susimakalavo. Tokiu atveju mano turimas AVR saugikliu daktaras turėtu padėti..

    • Darau, Blė parašė:

      Va aš kaip tik ir galvojau, kad reikėtų pas tave užsukti ir su 12 voltų tą mano turimą procesoriuką paspirginti 🙂 Tai kada nors prie progos. O kokius rezistorius SPI įrenginiams naudojai?

      • mindogas parašė:

        Tada jei neklystu dejau 1K rezistorius, bet reikia dar pasidometi. Siulau pagoogleinti SPI izolation tema rasi nemazai info garantuoju.

        Del atmegos gaivinimo tei maza beda turi – smd. Ten ne 6 kojos jungiasi tuo metu kai programuojama 12V rezimu o visos 18-19. Taigi tabo mega8 atveju reiktu arba nuo mikriuko daug laidu prilituotu atvesti arba pagaminti adapteri sitam korpusui (ta prasme konverteri i 28DIP arba spec konverteri mano turimam AVR Fuse daktarui.)

  2. n/a parašė:

    turiu prašyma dėl plokščių gamybos 🙂 gal kada prie progos galėtum aprašyti kaip gamini plokštes? įdomiausia kaip ir kokiam tirpale visą šitą reikalą mirkai ir kur po to utilizuoji tą marmalą ? 🙂 dekui

    • Darau, Blė parašė:

      Niu tai dabartnė gamyba aprašyta prie laminatoriaus įrašo (yra kaip tik ir nuoroda). Spausdinu piešinį ant lankstinuko, nes jis yra blizgaus popieriaus, ir leidžiu per laminatorių. Tas pats principas galioja darant su lygintuvu. Paskui popierius atmirkomas, nuplėšiamas, nutrūkusios piešinio dalys atstatomos nagų laku.

      Marmalas paprastas: dvi dalys vandenilio peroksido (yra pirkti litrais gamyba užsiimančiose vaistinėse) ir viena dalis druskos rūgšties (prie santechnikos prekių „Senukuose“). Tirpalo reikia visai nedaug, tik kad plokštę apsemtų. Plokštę tirpale reikia aktyviai makaluoti ir stebėti, kada varis pradeda nykti. Nerekomenduotina to daryti uždarose patalpose, arba būtina dėžutė su hermetišku skaidriu dangteliu — druskos rūgšties garai yra ypač kenksmingi ir aitrūs! Tačiau kitais atžvilgiais tirpalas nėra kenksmingas, labai smarkiai nedažo ir neterlioja, lengvai išplaunamas paprasčiausiu muilu. Tiesa, dažus blukina.

      Tirpalas neutralizuojamas gerokai didesniu kiekiu geriamosios sodos (šarminiu) tirpalu. Gaunamas toks gražiai žydras skystis. Plokštę po ėsdinimo taip pat būtina pirmiausia šepetuku gerai nuplauti sodos tirpale. Vandeniu neužtenka, nes rūgšties vis tiek kažkiek lieka visokiose mikroporose ir varis gali vėliau koroduoti. Kai plokštė gerai nuplaunama, tame pačiame skystyje nuplaunamos ir visos kitos priemonės (kad ir čierkelė, kuria mieruojamos skysčių proporcijos ar kiniški pagaliukai plokštės čiupinėjimui), o tada sodos tirpalas atsargiai supilamas į ėsdinimo tirpalą. Staigiai pilti negalima — labai smarkiai putoja. Žydrą ir nebeputojantį tirpalą galima išpilti į klozetą. Šiaip galima ir tiesiai pilti — juk druskos rūgštis tam ir yra prie visokios santechnikos, kad būtų visokie akmenys nuėdami. Bet jokiu būdu negalima pilti į vonias ir kriaukles su metalinėmis dalimis!

      • n/a parašė:

        dekui už greitą atsakymą, reiks pabandyt 🙂

      • n/a parašė:

        Taip jau susiklostė, kad teko važiuoti pro vikingų išparduotuvę tai paėmiau ir aš laminatorių (tik juodą, nes pasirodė gražesnis ir kompaktiškesnis 🙂 ).
        Dabar užsisakant/perkant pcb ploštę iškilo klausimas kokią imti ? CEM1, FR2, FR4 ar tiks bet kokia?

        • Darau, Blė parašė:

          CEM1 ir FR2, jei neklystu, yra popierinės plokštės, dar vadinamos getinaksu. FR4 — epoksidinė stiklo pluošto. Popierinės lengviau laužomos, jei nėra pjaustymo įnagių, bet nuo lituoklio šlykštokai apdega ir šiaip smirda man jos nemaloniai. Turėjau šiaip krūvelę tokių, netyčia gavau, bet pirkti tai nepirkčiau. FR4, arba tekstolito, ir gražesnės, ir tvirtesnės, ir atsparesnės. Kad kaina daug skirtųsi, nepastebėjau, ypač pas brolius kinus.

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Google photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Connecting to %s

Brukalų kiekiui sumažinti šis tinklalapis naudoja Akismet. Sužinokite, kaip apdorojami Jūsų komentarų duomenys.