該項(xiàng)目將一臺(tái)閑置的 Tevo Tarantula 加熱床改造成了一個(gè)獨(dú)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(jì)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(duì)元件造成的壓力更小。

該控制器完全獨(dú)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(chǔ)的設(shè)定值

?嚴(yán)格的安全限制和自動(dòng)超時(shí)機(jī)制

這并非是對(duì)打印機(jī)固件的篡改——而是一個(gè)全新的、專門設(shè)計(jì)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(chǎng)景中非常適用，因?yàn)樗呀?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(chǎng)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(yàn)證的打印機(jī)硬件，但并未采用馬林(Marlin)系統(tǒng)或 G 代碼。

特點(diǎn)/特征

?加熱床控制(點(diǎn)動(dòng)控制 + 滯后控制)

?兩次溫度測(cè)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(shí)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(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)按 = 緊急停止

蜂鳴器反饋

?開機(jī)啁啾聲

?加熱“有生命的”鳴叫聲

?設(shè)定值達(dá)到，發(fā)出雙聲提示

?超時(shí) 三聲蜂鳴聲

蜂鳴器反饋開機(jī)時(shí)的提示音“有電”提示音、“正常運(yùn)行”提示音、設(shè)定值達(dá)到雙倍時(shí)間的提示音、超時(shí)的三聲提示音

板式風(fēng)扇控制

當(dāng)溫度達(dá)到或超過 40 攝氏度時(shí)自動(dòng)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(shí)，風(fēng)扇會(huì)啟動(dòng)。

EEPROM 存儲(chǔ)的設(shè)定值

高溫時(shí)設(shè)備會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以保障安全。

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

自動(dòng) 1 小時(shí)超時(shí)機(jī)制

?如果無人看管就一直開著，加熱器就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

?如果無人看管，自動(dòng) 1 小時(shí)定時(shí)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

傳感器故障及過熱保護(hù)

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(gè)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(shí)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(huì)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(hào)筆來進(jìn)行精確的紅外線檢查。

紅外溫度計(jì)在鋁制床面上測(cè)量時(shí)往往會(huì)顯示偏低的溫度值，這是因?yàn)殇X的發(fā)射率較高。為確保測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)使用啞光黑色的膠帶或記號(hào)筆進(jìn)行紅外線測(cè)量。

這是正常且有用的——它能反映出實(shí)際的印刷電路板溫度。

該工作探頭的讀數(shù)通常會(huì)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(shí)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(gè)字符)設(shè)置，以避免液晶顯示屏出現(xiàn)換行錯(cuò)誤。

安全行為(至關(guān)重要)

?開機(jī)時(shí)熱功能不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)

?長(zhǎng)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(shí)無人值守超時(shí) → 加熱器關(guān)閉

這是為了確保萬無一失而設(shè)計(jì)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(shí)超時(shí))

可能的改進(jìn)措施

?PID 控制(在設(shè)定值附近實(shí)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(dòng)冷卻計(jì)時(shí)器

?床下的圍板或隔熱層

結(jié)束語

這個(gè)項(xiàng)目得以開展是因?yàn)樵S多人有以下需求：

?舊的印刷機(jī)床

?備用打印機(jī)電子元件

?并且無意從零開始重新設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)

如果你已經(jīng)停用了一臺(tái) 3D 打印機(jī)，那么這臺(tái)機(jī)器就有了新的“生命”——它將成為一個(gè)真正實(shí)用的實(shí)驗(yàn)室工具。

本文編譯自hackster.io