ESP32 Bluetooth Reflow Fırını: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu dərslikdə, öz əlinizlə fırlanan fırını necə quracağınızı sizə göstərəcəyəm ki, düymələri əl ilə çevirməkdən və lövhələriniz çox qızarsa narahat olmadan mətbəxinizə keyfiyyətli PCB -lər yığa biləsiniz! Yalnız bununla deyil, ESP32-nin daxili Bluetooth Aşağı Enerji (BLE) funksiyasından (çünki 2018-ci ildə başqa nə istifadə edərdiniz) istifadə edəcəyik. "Reflowduino" adlı reflow nəzarət ekosistemini qaynaqlayın. Arduino IDE mühitində hər şeyi proqramlaşdıracağıq və xüsusi bir Android tətbiqi ilə reflow qurulmasını idarə etmək üçün əvvəlki təlimatda öyrəndiklərimizdən istifadə edəcəyik. Reflowduino Github səhifəmdə bütün dizayn sənədlərini, məsələn Arduino eskizlərini, demo tətbiqetməsini və layihə vikisini (çox məlumat!) Təqdim etdim.

Hələ etməmisinizsə, zəhmət olmasa ESP32-nin Arduino IDE ilə Bluetooth Aşağı Enerji xüsusiyyətindən istifadə etmək və xüsusi bir Android tətbiqi ilə ikitərəfli ünsiyyət qurmaq üçün bu dərsliyə baxın, çünki burada əhatə edəcəyimizlə əlaqədar çoxlu məlumatlar var.. Ancaq Bluetooth və tətbiqin daxili işinə əhəmiyyət vermirsinizsə, oxumağa davam edin və reflow soba qurğunuzun ağrısız işləməsini necə göstərəcəyəm! Bu dərslikdəki məqsədim, əsas mesajları alarkən qısa və şirin etməkdir!

Təhlükəsizlikdən imtina

Elektronikada bir başlanğıcsınızsa və ya şəbəkə gərginliyi ilə işləmək üçün lazımi təcrübəyə malik deyilsinizsə, məsləhət görərdim ki, ya onunla qarışmayın, bir mütəxəssislə məsləhətləşin və ya kifayət qədər təcrübəli olana qədər öyrənməyə davam edin! Reflowduino və ya əlaqəli komponentlərdən və ya elektrik sistemindən (elektrik enerjisi daxil olmaqla) sui -istifadə nəticəsində baş verə biləcək hər hansı bir qəzaya görə məsuliyyət daşımıram. Əlcəklər və sertifikatlaşdırılmış təhlükəsizlik gözlükləri kimi bütün lazımi təhlükəsizlik tədbirlərini alın. Üstəlik, eyni cihazı PCB -lərin yenidən doldurulması və qida zəhərlənməsi ilə nəticələnə biləcək qida bişirmək üçün istifadə etməyiniz tövsiyə edilmir, xüsusən də qurğuşunlu lehimlə. Hərəkətləriniz üçün tam məsuliyyət daşıyırsınız və bunları öz riski ilə yerinə yetirirsiniz!

Bununla başlayaq!

Addım 1: hissələri toplayın

Bu dərs üçün aşağıdakı komponentlərə ehtiyacınız olacaq:

• DOIT ESP32 inkişaf lövhəsi
• Mikro USB kabeli (kodu yükləmək və ESP32 inkişaf kartını gücləndirmək üçün)
• ESP32 inkişaf kartı üçün Reflowduino32 "sırt çantası" modulu
• Tost sobası (daha ətraflı məlumat üçün aşağıdakı şərhləri oxuyun)
• K tipli termokupl (Reflowduino32 ilə birlikdə verilir)
• Sidekick röle modulu (ağır C13 elektrik kabeli ilə gəlir)
• 2x kişi-kişi Dupont tullanan telləri (Reflowduino32-ni röle moduluna bağlamaq üçün)
• Kiçik düz başlı tornavida (vida terminallarını sıxmaq üçün)

Buradakı əsas maddələr ESP32 dev board, Reflowduino32 və Sidekick röle modulu və əlbəttə ki, tost sobasının özüdür. Aşağıdakı hər bir maddəni qısaca izah edəcəyəm:

ESP32 inkişaf lövhəsi + Reflowduino32

Hal -hazırda Reflowduino32, ESP32 inkişaf lövhəsinə qoşulmaq üçün hazırlanmışdır, buna görə inkişaf etdirici lövhənin işləməsi üçün müvafiq başlıq aralığına və pinoutlara sahib olması lazımdır. Reflowduino32 sırt çantasını xüsusi olaraq "DOIT" ESP32 inkişaf etdirici lövhəsi üçün hazırladım, çünki bunun İnternetdə asanlıqla əldə edildiyini və geniş istifadə olunduğunu görürəm. Ancaq eyni pinouts və pin aralığına malik başqa bir ESP32 inkişaf lövhəsi tapsanız, mənə bildirin, çünki bu da işləməlidir!

Tost sobası

Möhtəşəm sxemdə bunun nə etdiyi olduqca aydın olmalıdır, amma hansı növ və modeli seçəcəyimiz o qədər də aydın ola bilməz. Şəxsən mən 1100W -da qiymətləndirilən və olduqca ümumi olan bu ucuz Walmart tost sobasını sınadım. Düşünürəm ki, 1000 Vt -dan yuxarı olan hər hansı bir şey hobbi istifadə üçün uyğun olmalıdır, lakin müəyyən mülahizələr var. Bir tost maşınında axtarmalı olduğunuz əsas şeylər vat (tercihen> 1000W), ölçü (neçə lövhəyə sığdırmaq istəyirsiniz?), Tepsinin konfiqurasiyasıdır (qoymaq üçün istifadə edə biləcəyiniz gözəl, düz bir tepsi varmı? PCB açıqdırmı?) və bir konveksiya tost sobası olub -olmamasından asılı olmayaraq (bəlkə daha böyük lövhələr hazırlayacaqsınız və sobada daha bərabər bir temperatur paylanması istəyirsiniz?). Bütün bu amillər həqiqətən şəxsi tətbiqinizdən asılıdır, amma mənim üçün ucuz, ümumi Walmart tosteri yaxşı işləyirdi.:)

Soruşa bilərsiniz, bəs isti plitələr? Fikrimcə, yüksək istilik kütləsinə malik olduqları üçün isti plitələrdən uzaq dururam. Bunun mənası odur ki, onu söndürdükdən sonra da yaxşı qızdıracaqlar və istiləşməyə davam edəcəklər. Bu, dəqiq temperatur nəzarətini həqiqətən gözlənilməz edir, çünki temperatur böyük miqdarda aşa bilər və lövhələrinizdəki həssas komponentlərə zərər verə bilər. Əsasən qaynar bir plitə istifadə etmək, ilk növbədə bir reflow nəzarətçi istifadə etmək məqsədini məğlub edər.

Relay Modulu

Temperaturu idarə etmək üçün, termostatdan oxuduğumuz temperatura görə tosteri açıb -söndürməliyik. Bununla birlikdə, tost sobası bir AC cihazıdır və nisbətən yüksək gücə malikdir (120VAC tosterləri ümumiyyətlə təxminən 8-10A çəkir), buna görə də röleyi yükləmədən düzgün idarə edə biləcəyimizdən əmin olmalıyıq. Başqa bir məqam rölin nəzarət gərginliyidir. Yüksək cərəyanları dəyişə bilən ən çox hobbi rölesi (Arduino ilə uyğun) 5V giriş üçün qiymətləndirilir, lakin bu dərsdə 3.3V-də işləyən bir ESP32 ilə məşğul oluruq. Bu o deməkdir ki, ortalama Joe relay modulu bizim üçün işləməyəcək. Fərqli bir röle modulundan istifadə etmək istəsəniz, rölin idarəetmə gərginliyini standart 3.3V -dən ESP32 dev lövhəsinin "VIN" gərginliyinə dəyişə biləcəyiniz bir xüsusiyyət hazırladım. Varsayılan olaraq ~ 5V USB ilə işlədikdə. Bununla birlikdə, nəzəri olaraq, 5V-dan daha yüksək bir şeylə, məsələn, 9V-dan başqa bir gücə sahib ola bilərsiniz və sonra rölin idarəetmə gərginliyi 9V olacaq. Deyilənə görə, ümumiyyətlə 5V -dən yuxarı bir şeyə ehtiyacınız olmayacaq.

Bu qismən buna görədir ki, hər hansı bir qanuni 120VAC cihazını dəyişə bilən və ənənəvi rölelər kimi heç bir səs-küy (bərk hal) olmadan işləyə bilən yüksək güclü qatı hal rölesi olan Sidekick röle modulunu yaratdım! Həm də çox təhlükəsiz və rahat bağlayıcılara malikdir və cihazı, mikro nəzarətçini və elektrik enerjisini asanlıqla birləşdirmək üçün (AC divar prizi) burada istifadə edəcəyim budur. Sərin tərəfi odur ki, onu idarə etmək üçün tost sobasını açmağa belə ehtiyac yoxdur!

Addım 2: Hardware Setup

Nəzarət Konsepsiyaları

Həqiqətən, konsepsiya olduqca sadədir: Nəticədə məqsədimiz tost sobasının içindəki istiliyi idarə etməkdir. Bunu etmək üçün, tost sobasını PWM -ə bənzər, lakin çox yavaş bir versiyası olan röle modulu ilə vaxtaşırı açmaq və söndürmək lazımdır (hər dəfə pəncərə 2 saniyədir, buna görə 1,5 saniyə açıq və 0,5 saniyə sönə bilər).. Röleyi idarə etmək üçün ona rölin idarəetmə pinlərində müvafiq bir gərginlik verməliyik (məntiq YÜKSEK = AÇIQ, DÜŞÜK = KAPALI). Bizim vəziyyətimizdə iki röle idarəetmə girişini Reflowduino32 -nin röle vint terminalına bağlayırıq. ESP32 rəqəmsal pinlərini röle ilə birbaşa əlaqələndirməməyimizin səbəbi, rölin yaxşı bir cərəyan çəkməsidir (IO pinlərinin idarə edə biləcəyi ilə müqayisədə) və ESP32 -ni çox yükləmək istəmirik. Reflowduino32, aşağı tərəfli MOSFET keçidini ehtiva edir və 200 mA-dan çox cərəyanı idarə edə bilir, beləliklə ESP32 pinlərini hər hansı bir potensial zərərdən qoruyur.

Əsasən yuxarıdakı "Reflowduino32 + Sidekick Control" kabel sxemini izləyin və getməyiniz yaxşı olar!

Tost sobasının düymələri

İnanın ya da inanmayın, bu dərsdə vacib bir hissədir! Bura diqqət yetirməsəniz, hər şeyi mükəmməl təqib etsəniz belə, tost cihazınızın niyə açılmadığını düşünəcəksiniz. Niyə? Tosteri açmadan kənardan (elektrik kabeli ilə) idarə etməyimiz üçün, tostu birbaşa divara bağlasaq, sanki həmişə yanırmış kimi etməliyik. Tost cihazı röle ilə dəyişdirildiyindən, tost söndürüldükdə idarə edə bilərik, amma tost bəzən röle aktiv olduqda bəzən açılır və ya sönürsə, özümüzü uğursuzluğa hazırlayırıq. Bu səbəbdən etməli olduğumuz ilk şey tostun düymələrini qoymaqdır. Əksər tost sobalarında üç düymə olacaq: biri temperatur, biri bişirmə, digəri isə taymer üçün. Etməli olduğunuz şey aşağıdakılardır:

• Maksimum temperaturu artırın (yenidən axın prosesimizin ortada dayanmasını istəmirik!)
• Pişirmə seçimini "Pişirmə" ya da bütün qızdırma filamentlərini içəridən açmağa məcbur edən hər şeyi təyin edin!
• Taymeri maksimum çıxarın və ya mənim tostumda timer düyməsini "qalın" vəziyyətinə gətirin ki, heç vaxt sönməsin!

Bunu etdikdən sonra, tosterin elektrik kabelini bir prizə qoşun və eşitdiyinizi və açıldığını görməlisiniz. Bingo! Düymələri təsadüfən yanlış yerə qoyacağınızdan qorxursanız, heç vaxt tərpənməmələri üçün isti yapışdırın.

İndi tost cihazımız həmişə gücə malik olduğu üçün, röleyi işə saldıqda həqiqətən açılacağına əmin olaraq rahatlıqla aça və ya söndürə bilərik.

Kabel Qeydləri

Hər şeyi bir araya gətirərkən sizə kömək edə biləcək və ya etməyəcək bəzi qeydlər:

• Etmək istədiyiniz ilk şey, Reflowduino32 sırt çantasını DOIT ESP32 dev lövhəsinin ilk altı sancağına bağlamaqdır (beləliklə, vida terminalları, cihaz lövhəsindəki mikro USB ilə eyni tərəfdədir). Maraqlandığınız təqdirdə, sırt çantası yuxarıdakı şəkildə göstərildiyi kimi yenə də Reflowduino32 -nin yanındakı ESP32 inkişaf taxtasına Dupont telləri daxil edə biləcəyiniz üçün hazırlanmışdır.
• Diqqət etməli olduğunuz başqa bir şey, röle girişlərinin polaritesidir. Hər ikisi də vintli terminalların yanında etiketlənir, amma təsadüfən onları dəyişdirməkdən və tost açılmayanda nə baş verdiyini bilməkdən xilas olmaq istəyirəm!
• Reflowduino32 sırt çantasındakı vida terminalındakı termokuplunu da bağlamalısınız. Əvvəlcə hansı telin hansı rəngdə olduğunu (sarı və ya qırmızı) görmək çətin ola bilər, buna görə də dırnağınızı istifadə edərək izolyasiyanı yumşaq bir şəkildə soyun. Bununla birlikdə, aşınmanı minimuma endirmək üçün bunu zorla etməyin!
• Bəzi insanlardan oxudum ki, termokuplun ucunu PCB səthi ilə təmasda edəcək bir qırıntı PCB -yə bağlasanız daha doğru nəticələr əldə edə bilərsiniz. Montaj etdiyiniz lövhələrə bənzər ölçüdə bir hurda lövhə, termokupla bənzər bir istilik kütləsi verəcək və bu səbəbdən oxunuşları daha dəqiq edəcək. Soyumağı düşünsəniz bu məntiqlidir; hurda PCB olmadan termokupl ucu yığdığınız PCB -lərdən çox daha tez soyuyacaq və eyni zamanda çox daha tez istilənir.
• Sidekick röle modulunda bir güc açarı var. Bu açılmasa, qızartma maşını qızmayacaq! Kodu ESP32 lövhəsinə yükləməzdən əvvəl hələlik onu tərk edin.

Addım 3: ESP32 Arduino IDE Quraşdırması

İndi bütün qurğular qurulduqdan sonra hər şeyi işə salmaq üçün lazım olan proqrama nəzər salaq.

Qeyd: Aşağıdakı bu ESP32 Arduino quraşdırma təlimatları əvvəlki ESP32 Bluetooth təlimatımın 2 -ci addımından gəlir. ESP32 -nin Bluetooth imkanları haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bu təlimatı yoxlamaq yaxşı bir fikir ola biləcəyi yerlərdən biridir.

Bu olduqca aydındır, amma etməniz lazım olan ilk şey Arduino IDE -ni quraşdırmaqdır. Kifayət qədər dedi.

ESP32 Paketinin Quraşdırılması

Etməyiniz lazım olan növbəti şey, Windows təlimatlarına və ya Mac təlimatlarına əməl edərək Arduino IDE üçün ESP32 paketini qurmaqdır. Deyərəm ki, Windows üçün təlimatlar "Git GUI" ni açmağınızı söyləyəndə, "Git" i verilən linkdən yükləməli və qurmalısınız və "Git GUI" adlı bir tətbiq tapmaqda çətinlik çəkirsinizsə sizə lazım olan hər şey Bunu etmək üçün başlanğıc menyusunda "Git GUI" axtarın və bir az əmr işarəsi görünən bir simge görəcəksiniz (yuxarıdakı əlavə edilmiş ekran görüntüsünə baxın). Varsayılan olaraq "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe" də yerləşir. Oradan, təlimatları izləyin və getmək üçün yaxşı olmalısınız! Qeyd: Arduino IDE -də ESP32 paketi artıq qurulubsa, lakin paketə BLE dəstəyi əlavə edildikdən sonra onu almamısınızsa, "Sənədlər/aparat/espressif" ə keçməyi və "esp32" qovluğunu silməyi məsləhət görürəm. yuxarıdakı quraşdırma təlimatlarını yenidən edin. Təlimatların altındakı yeniləmə prosedurunu izlədikdən sonra da BLE nümunələrinin Arduino IDE -də "ESP32 Dev Modulu üçün Nümunələr" altındakı "Nümunələr" də görünmədiyi bir problemlə qarşılaşdığım üçün bunu deyirəm.

ESP32 testi

Arduino IDE -də etməli olduğunuz ilk şey Tools / Board -a getmək və uyğun lövhəni seçməkdir. Hansını seçdiyinizin ümumiyyətlə əhəmiyyəti yoxdur, amma bəzi şeylər lövhəyə xas ola bilər (adətən GPIO nömrələnməsi və buna bənzər şeylər), buna görə diqqətli olun! Lövhəm üçün "ESP32 Dev Module" ni seçdim. Həm də davam edin və lövhəni USB kabel vasitəsilə kompüterinizə bağladıqdan sonra düzgün COM portunu seçin.

ESP32 quraşdırmasının yaxşı getdiyini yoxlamaq üçün File / Examples / ESP32 BLE Arduino -ya gedin və "BLE_scan", "BLE_notify" kimi bir neçə nümunə eskizini görməlisiniz. Bu, hər şeyin Arduino IDE -də düzgün qurulduğu deməkdir!

İndi Arduino IDE qurulduğundan, Fayl -> Nümunələr -> 01. Basics -> Blink misalını açaraq həqiqətən işlədiyini yoxlayın və "LED_BUILTIN" in bütün nümunələrini "2" olaraq dəyişdirin (standart GPIO nömrəsi) DOIT ESP32 dev lövhəsindəki LED -ə nəzarət edir). Eskizi yüklədikdən sonra hər saniyədə yanıb -sönən mavi LED -i görməlisiniz!

Addım 4: Reflowduino32 Demo Sketch

Kitabxana Quraşdırması

İndi ESP32 Arduino paketini quraşdırdığınız üçün Reflowduino Github deposuna gedin və Reflowduino_ESP32_Demo.ino eskizini yükləyin. (Açmağa çalışdığınız zaman Arduino, eskizlə eyni adlı bir qovluq yaratmaq istədiyinizi soruşacaq, bu halda açmaq üçün "Bəli" düyməsini basın). Bu eskiz, termojuftdan istiliyi oxuyan, vaxtaşırı həmin oxunuşları xüsusi Android tətbiqinə (növbəti hissədə qeyd olunur) göndərən, müvafiq olaraq PID nəzarətinə əsaslanan röleyi (və nəticədə tostçunu) idarə edən və alan hərtərəfli reflow soba demosudur. tətbiqdən əmrlər. Bütün bunlar ESP32 -də! Çox səliqəli?

İndi bu eskizi tərtib etmək üçün aşağıdakı kitabxanalara ehtiyacınız olacaq:

• Adafruit MAX31855 kitabxanası
• Arduino PID kitabxanası

Bu kitabxanaları quraşdırın və Reflowduino32 eskizinin tərtib olunduğunu yoxlayın, sonra ESP32 inkişaf lövhənizə yükləyin!

Reflow Ayarları

Kodun yuxarı hissəsinə yaxın bir çox #define xətti var. Bunlar ehtiyaclarınıza uyğun olaraq dəyişə biləcəyiniz şeylərdir. Məsələn, aşağı temperaturlu lehim pastanız varsa, yenidən qaynama istiliyinin daha aşağı olmasını və ya lehim pastasına rəhbərlik etdiyiniz təqdirdə daha yüksək olmasını istəyə bilərsiniz. Yenidən axıdma profili üçün bəzi tipik dəyərlər daxil etdiyimi və standartın aşağı temperaturlu qurğusuz lehim pastası ilə yaxşı işləməli olduğunu görəcəksiniz. Fiziki quruluşunuzdan asılı olaraq daha sonra PID sabitlərini tənzimləmək istəyə bilərsiniz (baxmayaraq ki, bu lazım deyil). Lehim pastası və yenidən doldurma profilləri haqqında daha çox məlumat üçün bu Github viki səhifəsinə baxın.

Addım 5: Tətbiq Quraşdırması

Demo eskizini ESP32 -yə yüklədikdən sonra, quraşdırmamızı işə salmağın son addımı olaraq Reflowduino32 Android tətbiqini quraşdırmalısınız! Sadəcə.apk faylını Bluetooth 4.0 və ya daha yüksək olan bir Android cihazına yükləyin və quraşdırın və proqramı açın!

Bluetooth hələ aktiv deyilsə, tətbiq onu açmağınızı xahiş edəcək. ESP32 inkişaf kartınızın demo eskizini işə saldığınızdan və işlədiyindən əmin olun. Etməli olduğunuz ilk şey, tətbiqdəki Bluetooth vasitəsi ilə ESP32 -yə qoşulmaq, sonra sol üstdəki düymənin "Bağlandı!" Deyilməsindən qısa bir müddət sonra. cütlüyü düzgün bağlasanız, ekranda temperatur oxunuşlarının görünməsini görməlisiniz. Bunu etməsəniz, termokuplunu yoxlayın və vida terminalında etibarlı bir əlaqə olduğundan əmin olun.

İndi əyləncəli şeyləri sınamağın vaxtı gəldi! Sidekick modulundakı açarı "aç" vəziyyətinə çevirin və tətbiqdəki "BAŞLAT" düyməsini basın. Tost sobasının işığı yanmalı və filamentlərin zəif bir gurultu səsi eşitməli və nəticədə qızdırıldıqda parıldadığını görməlisiniz! Yenidən axma prosesinin davam etdiyini göstərmək üçün ESP32 dev lövhəsindəki mavi LED -in yandığını da görməlisiniz.

Yenidən axma prosesi davam edərkən, tətbiqdə qrafika edilmiş gözəl bir axın profilini görməlisiniz. İstilik axıdma istiliyinə çatdıqda yaxşı bir təcrübə, tost sobasının qapısını açmaqdır ki, lövhə sərinləsin, əks halda temperatur bir müddət daha qalxsın. Klassik Reflowduino lövhəsində bunu nə vaxt edəcəyinizi xəbərdar edəcək bir siqnal var, ancaq burada tətbiqdə göstərilən istiliyə uyğun olaraq mühakimə etməlisiniz.

Lövhə müəyyən bir eşik səviyyəsinə qədər soyuduqdan sonra (standart olaraq 40 *C, ancaq bunu kodda dəyişə bilərsiniz) yenidən axın prosesi tamamlanmış sayılacaq və mavi LED sönəcək və tətbiq reflow məlumatlarını bir faylda saxlayacaq telefonunuzu Excel -ə idxal edə bilərsiniz. Saxlanan məlumatları Excel -ə idxal etmək haqqında daha çox məlumat üçün bu Github viki səhifəsinə baxın.

Bu, çox azdır!