Hacka en brödrost ugn för Reflow lödning (10 / 19 steg)

Steg 10: Firmware

• En virtuell serieport implementeras med koden som anges av PJRC . Om du behöver drivrutiner, gå till deras webbplats.
• Jag skrev tre funktioner att kommunicera till LCD via I2C, sedan flera mer funktioner att initiera LCD och rita saker på LCD. Det finns också ett 8 x 5 pixel teckensnitt som lagras i flash-minnet så att jag kan skriva text enkelt till LCD. (Teckensnittet genereras av ett eget verktyg som jag skrev, men du kan också hitta ett liknande teckensnitt på Newhaven Displays hemsida)
• En fil hanterar beteende menyerna, en annan fil handtag samla temperaturavläsningen prov, en annan fil är ansvarig för att spara/ladda data från EEPROM-minne.
• Huvudfilen hanterar beräkningar för temperaturreglering, och automatiskt gå igenom reflow lödning stadier. Den hanterar också initiering av olika AVR inre hårdvara som timers.

Det finns några större detaljer jag måste här påpeka:

• När du använder %d"med"printf", tas argumentet som ett signerat 16-bitars heltal även om variabeln inte, så jag skrev"str_from_int"att övervinna denna begränsning. Jag skrev också "str_from_double" för bekvämlighet, som att använda "%f" inte erbjuder mycket formatering kontroll och "dtostrf" gör koden stökigt.
• LCD, NHD-C160100DiZ, har ett datablad som säger att den maximala I2C klockfrekvens kan användas är 400 KHz. Detta är falskt, det inte kommer att svara på denna frekvens och kommer att frysa I2C bussen helt. Jag har också försökt 280 KHz och det fortfarande inte skulle fungera. Sist jag använde 100 KHz, och det började arbeta.
• Den LCD bildfrekvens är löjligt långsamt min relativt långsam mikrokontroller (kör på 8 MHz), låg I2C buss frekvensen (100 KHz) och det faktum att en hel del teckensnitt data lagras i flash-minnet i stället för RAM.
• Jag använder PWM för att styra solid state-relä. Mitt resonemang är att jag kan styra värmeelement som om jag styra ljusstyrkan i en LED. PWM frekvensen måste vara låg, för resonemanget bakom detta, se appendix.
• PWM-värde som används är varierade mellan 0 till 65535. Så OCR värdet 0 betyder 0% intermittens, OCR värdet 5000: 7,6% intermittens, OCR värdet 40000: 61% intermittens och OCR värde 65535 betyder 100% arbetscykel.
• AD595AQ chip utgångar en fyrkantsvåg istället för en konstant spänning, upp i fyrkantsvåg är den spänning som bör läsas som temperaturen. Jag vet inte om detta är avsiktligt och en del av den AD595AQ design (jag inte kan lista ut från databladet), eller om det är mitt fel på något sätt. Oavsett resonemang gör sensorn läser rutiner jag skrev konton för detta och kommer att prova endast toppen av fyrkantsvågor, det också i genomsnitt.
• Raw sensor värdet är varierade mellan 0 och 1023 eftersom ADC på AVR har 10 bitar av upplösning. 1023 innebär läsning är 3.3V eftersom den analoga referensspänningen är 3.3V. Utspänningen för 320 grader celcius är enligt databladet för AD595AQ, 3.227V (0 grad är 0.027 volt, förresten, ganska nära 0, AD595AQ är tänkt att utgång 10 mV per grad Celsius). Från dessa nummer vet jag att 1 grad celcius är 3.125 raw ADC behandlingen enheter, och 1 rå ADC behandlingen enhet är ca 0.32 grader Celcius. Dessa konvertering beräkningar är hård kodade i min källkod. Du bör komma ihåg konstanten på 0,32 när man arbetar med loggfilerna.
• En PID-regulator används för att beräkna lämplig mängd kraft att leverera till värmeelement. Användaren kan redigera PID konstanterna användargränssnittet.
• Denna PID-regulator är inte en typisk PID-regulator, det hjälps genom att använda information som redan är känt om den brödrost egenskaper. Du har rätt till insatsen den högsta stadiga temperaturen som ugnen kan uppnå, och hur lång tid det tar för att uppnå denna temperatur. Från denna information vet registeransvarige hur man bedömer den rätt mängden kraft att leverera. PID-regulator används för att justera denna uppskattning, som korrigerar för icke-linearitet skattning.
• Obs: Använd "manuell PWM kontroll"-läge för att mäta den högsta temperaturen som du kan uppnå och hur lång tid det tar för att uppnå det. Gör detta genom att gå in i det läget på menyn och Vrid upp PWM till max, och sedan spara loggen läsningen (eller använda ett stoppur).
• Det finns felkontroll i profil och enheten temperaturinställningar. Programvaran kommer inte att tillåta dig att göra ändringar som inte vettigt, och om något är fel, det kommer fråga dig att rätta till det innan du fortsätter.

Se föregående "Instructable steg" om bootloader att se hur man kompilerar och bootload programkoden, det finns även en video där.