ReflowSoldering

影片展示

為什麼要做這個專案

• 以前如果要手焊PAD在元件底部的，老實說有難度.如果要焊這種元件，一般都是要開鋼板跟買加熱平台.在台灣製作鋼板及買加熱平台的話，花下來的金額也不少.在社群看到有前輩分享，而且成本也很低.本著MAKER的精神，也想自己嘗試做看看.

設計脈絡

• 製作這個加熱平台，我希望可以有個Display，用來顯示目前溫度及按鍵來控制選單 & 調整溫度. 如果用按鍵的話，至少要三個按鍵，這...太佔版面，於是發現有五向按鈕，解決了至少要三個按鍵的問題.但操作上好像沒那麼順暢.於是看到有人使用旋轉編碼器，操作上感覺更直覺.
• 溫度偵測有PTC & 熱電偶，PTC可量測的溫度大約300 ~ 350度C. K Type 熱電偶可量測的溫度可達1000度C左右，在此選擇 K Type 熱電偶的原因是希望可相容較多的加熱板.
• 加熱板的控制一般有繼電器 及 SSR. 這裡選用SSR，原因是如果控制較頻繁，也不會聽到嗲嗲的聲音.

硬體方面

• 大腦的核心，我選擇使用Nordic 的 nRF52840，主要是為了讓自己更熟悉這顆晶片，另一方面也是工作上的需求.
• 顯示屏我選擇1.8吋的IPS屏，會選擇IPS屏主要是希望像我一樣，360度無死角.
• 溫度偵測我使用MAX6675 + K Type 熱電偶，會選擇這個原因是因為可偵測的溫度範圍較廣，再加上Zephyr的driver(SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP)有支援.
• 操作方面，我希望簡單直接一點，所以我選用旋轉編碼器.同時Zephyr的driver(SENSOR_CHAN_ROTATION)也有支援.

軟體方面

• 這整個系統我使用了Zephyr RTOS來幫我管理，各線程的溝通使用IPC.
• MAX 6675 及 旋轉編碼器都是使用Zephyr支援的Sensor driver.
• 顯示的部分則使用開源的LVGL，這部份Zephyr也有整合好了，搭配shield讓你簡單到懷疑人生.UI的部份搭配NXP的GUI Guider.這部分也可以使用SquareLine Studio.
• ncs版本: 2.5.2

實作過程

UI規劃

• 上電會有開機畫面，開機畫面所呈現icon有Nordic、Zephyr、LVGL、WFEGO，2秒後會進入主選擇.
• 主選單的icon有『顯示目前偵測到的溫度及目標溫度』、『設定目標溫度』、『目前溫度曲線圖』、『Info』，可用旋轉編碼器來選擇.
• 『顯示目前偵測到的溫度及目標溫度』: 顯示目前max 6675偵測到的溫度，取到小數點第二位.溫度太高或太低可以調整旋轉編碼器來達到目標溫度.
• 『設定目標溫度』: 預設溫度為150度，如果每次都要180度的話，每次都要去旋轉編碼器很麻煩，這裡使用NVS來記錄設定溫度值.
• 『目前溫度曲線圖』: 將偵測到的溫度繪製成曲線，由於顯示屏不夠大，顯示效果有限.
• 『Info』: 描述藍牙Mac Address及韌體版本.
  • 到時也可實作將偵測到的溫度透過藍牙傳送出來，可用來觀察溫度的變化.

實作過程所遇到的問題

• 由於有使用到浮點數，所以需要開啟浮點數的config.
• 當開啟藍牙功能又使用NVS時，會發生讀寫失敗，但卻回應成功.解法是定義使用者的Partition.
• max 6675最快的polling time為220ms，這部份要注意一下.
• 旋轉編碼器一開始沒辦法控制的很好，主要是polling的時間，這個時間要快一點，目前使用2ms.旋轉編碼器轉太快會造成顯示畫面跟不上，這邊有做一個限制，第一筆資料與第二筆資料時間在200ms以內，忽略第二筆.這部份還有改善的空間.

結論

• 如果只是想要加熱平台的話，直接淘寶買一個，因為自己做的話，其實沒有便宜太多，如果要練功的話，我覺得蠻不錯的.
• 如果想要使用Zephyr練功的話，非常推薦使用Nordic的晶片.
  • 開發工具齊全.
  • 有教學文件.
  • 有問題的話，可以上Nordic的Devzone，大部份都可以解決問題.