該項目將一臺閑置的 Tevo Tarantula 加熱床改造成了一個獨立的 PCB 預(yù)熱器，其使用了 Arduino Mega 控制器和 MKS Base v1.4(12 伏/24 安)控制器。

其設(shè)計用途在于電子元件的返修，而非回流焊接：能夠均勻加熱印刷電路板(溫度約為 80 至 120 攝氏度)，從而使得焊接和熱風(fēng)處理過程更加迅速、安全且對元件造成的壓力更小。

該控制器完全獨立自足，具備以下功能：

?旋轉(zhuǎn)編碼器 + 20×4 液晶用戶界面

?雙熱敏電阻輸入(床體 + 工作表面)

?蜂鳴器反饋

?散熱風(fēng)扇

?EEPROM 存儲的設(shè)定值

?嚴格的安全限制和自動超時機制

這并非是對打印機固件的篡改——而是一個全新的、專門設(shè)計的控制器。

所用硬件

核心

?Arduino Mega 2560

?MKS 基礎(chǔ)版 v1.4(額定電壓 12 伏，額定電流 24 安)

?RepRap折扣版智能控制器(2004款，配備液晶顯示屏、編碼器和蜂鳴器)

加熱與感應(yīng)

?特沃蜘蛛加熱床(12 伏鋁制印刷電路板床)

?床用熱敏電阻(原床用傳感器)

?“工作”型熱敏電阻(熱端熱敏電阻被重新用作表面/工藝探頭)

電力與冷卻

?12 伏 / 24 安電源適配器

?12 伏風(fēng)扇(與 MKS 基礎(chǔ)風(fēng)扇輸出端相連，用于主板散熱)

為何選擇 MKS Base v1.4 版本?

MKS 基礎(chǔ)版 1.4 版在此場景中非常適用，因為它已經(jīng)具備以下功能：

?用于床鋪的高電流 MOSFET

?用于加熱器電流的接線端子

?場效應(yīng)管輸出端

?帶有適當(dāng)上拉電阻的熱敏電阻輸入端

?Arduino Mega 引腳兼容性

您是在使用已驗證的打印機硬件，但并未采用馬林(Marlin)系統(tǒng)或 G 代碼。

特點/特征

?加熱床控制(點動控制 + 滯后控制)

?兩次溫度測量數(shù)據(jù)

?床體溫度(控制與安全參考值)

?工作溫度(即您的印刷電路板實際所承受的溫度)

?兩次溫度讀數(shù)：床體溫度(控制溫度和安全參考值);工作溫度(您所使用的印刷電路板實際所處的溫度)

旋轉(zhuǎn)編碼器用戶界面

?旋轉(zhuǎn) = 設(shè)置溫度

?壓力 = 開啟/關(guān)閉加熱功能

?長按 = 緊急停止

?旋轉(zhuǎn)編碼器 UI 旋轉(zhuǎn) = 設(shè)置溫度 按壓 = 啟用/禁用加熱 長按 = 緊急停止

蜂鳴器反饋

?開機啁啾聲

?加熱“有生命的”鳴叫聲

?設(shè)定值達到，發(fā)出雙聲提示

?超時 三聲蜂鳴聲

蜂鳴器反饋開機時的提示音“有電”提示音、“正常運行”提示音、設(shè)定值達到雙倍時間的提示音、超時的三聲提示音

板式風(fēng)扇控制

當(dāng)溫度達到或超過 40 攝氏度時自動開啟

板式風(fēng)扇控制：當(dāng)溫度升高或床面溫度超過 40 攝氏度時，風(fēng)扇會啟動。

EEPROM 存儲的設(shè)定值

高溫時設(shè)備會自動關(guān)閉以保障安全。

EEPROM 中保存的設(shè)置值會使系統(tǒng)始終處于關(guān)機狀態(tài)以確保安全。

自動 1 小時超時機制

?如果無人看管就一直開著，加熱器就會自動關(guān)閉。

?如果無人看管，自動 1 小時定時器會自動關(guān)閉。

傳感器故障及過熱保護

布線

加熱器與傳感器(MKS 基礎(chǔ)版 v1.4)

?功能

?MKS 基座插針/插頭

?床頭加熱器

?BED型螺絲接線端子

?床用熱敏電阻器

?A13

?工作熱敏電阻

?A15

?散熱風(fēng)扇

?風(fēng)扇接線端子

?電源輸入

?12 伏主電源端子

FAN 的輸出為低側(cè)開關(guān)式(始終存在 12 伏電壓，MOSFET 接地)。這很正常。

RepRap折扣版智能控制器 → Arduino Mega引腳

這些與 MKS/RAMPS 系統(tǒng)常用的通用馬林映射規(guī)則相匹配：

功能

?Arduino 端口

?編碼器 A

?D31

?編碼器 B

?D3

?編碼器按鈕

?D35

?蜂鳴器

?D37

?LCD RS

?D16

?液晶顯示開啟

?D17

?LCD D4 - D7

?D23、D25、D27、D29

如果您的控制器與 Marlin 的 REPRAP_DISCOUNT_SMART_CONTROLLER 兼容，那么它在這里也能正常工作。

安全溫度指南

這是一個預(yù)熱器，而不是加熱板。

典型用法：

?燈板：80 - 90 攝氏度

?一般返工溫度范圍：90 - 110 攝氏度

?厚型多層板：110 - 120 攝氏度

硬件現(xiàn)狀：

?持續(xù)安全工作溫度范圍：約 110 至 120 攝氏度

?短時間、受監(jiān)督使用：最高溫度約 130 攝氏度

在此之上再添加任何內(nèi)容都是不必要的，而且還會凸顯出印刷電路板加熱器的存在。

校準(zhǔn)說明

使用啞光黑色的膠帶或記號筆來進行精確的紅外線檢查。

紅外溫度計在鋁制床面上測量時往往會顯示偏低的溫度值，這是因為鋁的發(fā)射率較高。為確保測量準(zhǔn)確，應(yīng)使用啞光黑色的膠帶或記號筆進行紅外線測量。

這是正常且有用的——它能反映出實際的印刷電路板溫度。

該工作探頭的讀數(shù)通常會偏低，除非通過良好的熱接觸方式將其固定住。這種情況是正常的，也是有用的——它能反映出實際的印刷電路板溫度。

用戶界面

第 1 行：床溫 + 工作溫度 第 2 行：設(shè)定值 第 3 行：加熱/風(fēng)扇狀態(tài) 第 4 行：指導(dǎo)信息或故障消息

所有行均采用固定寬度(20 個字符)設(shè)置，以避免液晶顯示屏出現(xiàn)換行錯誤。

安全行為(至關(guān)重要)

?開機時熱功能不會自動啟動

?長按按鈕 = 即刻停止 + 目標(biāo)重置

?熱敏電阻故障 → 加熱器關(guān)閉

?溫度過高 → 加熱器關(guān)閉

?1 小時無人值守超時 → 加熱器關(guān)閉

這是為了確保萬無一失而設(shè)計的。

代碼

將完整的最終草圖粘貼到這里(帶有以下內(nèi)容的版本：)

?雙熱敏電阻器

?蜂鳴器

?風(fēng)扇邏輯

?EEPROM 保存

?液晶顯示器固定寬度渲染

?(1 小時超時)

可能的改進措施

?PID 控制(在設(shè)定值附近實現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制)

?預(yù)設(shè)溫度檔位(80/90/100/110 攝氏度)

?柔和坡道/浸泡模式

?自動冷卻計時器

?床下的圍板或隔熱層

結(jié)束語

這個項目得以開展是因為許多人有以下需求：

?舊的印刷機床

?備用打印機電子元件

?并且無意從零開始重新設(shè)計溫度控制系統(tǒng)

如果你已經(jīng)停用了一臺 3D 打印機，那么這臺機器就有了新的“生命”——它將成為一個真正實用的實驗室工具。

本文編譯自hackster.io