Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Вопросы и замечания по статьям и схемам, представленным на нашем сайте

При поддержке РадиоКОТструктор.ру


Аватара пользователя
Volly
Опытный кот
Сообщения: 702
Зарегистрирован: Пт мар 06, 2009 18:22:23

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Volly »

В моей - да. И есть возможность с сервисной программы рулить коэффициентами. ПИД работает замечательно, на датчике держит заданную температуру, причем без всяких выбросов и провалов. Но температура жала при этом болтается, как у собаки уши.

Попробуйте, ради интересу, просто "компараторный метод",- Т на градус меньше заданной- нагрев, на градус выше- прекращение. И будет не хуже Люкея. :) Там стабилизируется не температура термопары, а показания.
Аватара пользователя
Leumas
Прорезались зубы
Сообщения: 211
Зарегистрирован: Пт сен 09, 2011 00:34:20
Откуда: UA Kiev
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Leumas »

Volly , а если в твою станцию подключить не паяльник а фен, работать поидее будет ведь, нагреваться будет ведь.
Правда температура может показываться наверно неуместная.
В продаже есть платы для: ослика Хамелеона и тестера пинцета.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Леонид Иванович »

TuzRostislav писал(а):появилась идея сделать свою станцию


Идея похвальная.

TuzRostislav писал(а):А если использовать операционный усилитель с программируемым коэфициентом усиления по SPI типа PGA113.


А зачем? Он же денег стоит. Калибровку лучше делать в цифровом виде, просто умножая код АЦП на коэффициент, причем абсолютно бесплатно. У меня так и реализовано. Есть сдвиг, чтобы компенсировать смещение нуля, и есть коэффициент, чтобы компенсировать наклон. Всё это задается из верхней программы и сохраняется в EEPROM.

TuzRostislav писал(а):И встроить в саму станцию калиброванный термодатчик.


Идея неплохая. В советское время были такие приборы, у которых на передней панели торчали шарики горячего спая термопары. Я не предусмотрел в паяльной станции второго канала измерения температуры, поэтому планировал сделать отдельный образцовый термометр, который будет подключаться по USB и через сервисный софт станции её калибровать. Но проблема не в калибровке. Даже если её сделать на паяльнике в режиме простоя, стоит только коснуться любой пайки, температура жала сильно уплывёт. Причем на неизвестное значение. В итоге калибровка радиокоту под хвост.

TuzRostislav писал(а):И должны запоминаться полученные термопрофили, для разных паяльников и разных жал.


Стало дурной модой употреблять слово "термопрофиль". Термопрофиль - это график зависимости температуры от времени при пайке в печи. Какое отношение он имеет в паяльнику?

TuzRostislav писал(а):Только надо ещё предусмотреть программную коррекцию усилителя, для работы с терморезистором и термопарой


Тут программной коррекцией не обойтись, для термопары и терморезистора нужны разные схемы усилителей. Можно усилитель сделать в виде небольшого модуля (печатной платки), впаивающегося в основную плату. Или просто на разводке предусмотреть два разных вароианта сборки усилителя. Одновременно использовать паяльники с разными типами датчиков вряд ли нужно.


Volly писал(а):Попробуйте, ради интересу, просто "компараторный метод",- Т на градус меньше заданной- нагрев, на градус выше- прекращение. И будет не хуже Люкея. :) Там стабилизируется не температура термопары, а показания.


А как понять "Там стабилизируется не температура термопары, а показания"? Откуда они берутся, если не с термопары? У меня и сейчас тоже показания стоят, как вкопанные. Соответственно, температура встроенной термопары тоже как вкопанная. Гуляет только жало. Насчет Lukey-702, возможно, это психологический эффект, что кажется лучше. Потому что я свою самодельную станцию ненавижу всей душой.
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Глюк. Модераторы, удалите пожалуйста это сообщение.
Последний раз редактировалось TuzRostislav Ср сен 14, 2011 12:20:45, всего редактировалось 1 раз.
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Ничегонеработает писал(а):
TuzRostislav писал(а):А если использовать операционный усилитель с программируемым коэфициентом усиления по SPI типа PGA113.


А зачем? Он же денег стоит. Калибровку лучше делать в цифровом виде, просто умножая код АЦП на коэффициент, причем абсолютно бесплатно. У меня так и реализовано. Есть сдвиг, чтобы компенсировать смещение нуля, и есть коэффициент, чтобы компенсировать наклон. Всё это задается из верхней программы и сохраняется в EEPROM.


Чтоб можно было подстроиться под термопары с различным термо-ЭДС и при этом более или менее полноценно использовать разрядность АЦП.

Ничегонеработает писал(а):Идея неплохая. В советское время были такие приборы, у которых на передней панели торчали шарики горячего спая термопары. Я не предусмотрел в паяльной станции второго канала измерения температуры, поэтому планировал сделать отдельный образцовый термометр, который будет подключаться по USB и через сервисный софт станции её калибровать. Но проблема не в калибровке. Даже если её сделать на паяльнике в режиме простоя, стоит только коснуться любой пайки, температура жала сильно уплывёт. Причем на неизвестное значение. В итоге калибровка радиокоту под хвост.


Я об этом тоже думал. Так вот, в алгоритм калибровки включить процесс реальной пайки, чтоб программа смогла отследить разницу в скорости остывания жала, по сравнению с термопарой встроенной в паяльник и рассчитала количество необходимой энергиии, для компенсации охлаждения жала при пайке. (примерно так)


TuzRostislav писал(а):И должны запоминаться полученные термопрофили, для разных паяльников и разных жал.


Ничегонеработает писал(а):Стало дурной модой употреблять слово "термопрофиль". Термопрофиль - это график зависимости температуры от времени при пайке в печи. Какое отношение он имеет в паяльнику?


Подскажите, как правильно это назвать, которое выбирается, при смене инструмента? :)



TuzRostislav писал(а):Только надо ещё предусмотреть программную коррекцию усилителя, для работы с терморезистором и термопарой


Ничегонеработает писал(а):Тут программной коррекцией не обойтись, для термопары и терморезистора нужны разные схемы усилителей. Можно усилитель сделать в виде небольшого модуля (печатной платки), впаивающегося в основную плату. Или просто на разводке предусмотреть два разных вароианта сборки усилителя.


Я же писал.

TuzRostislav писал(а):Только надо ещё предусмотреть программную коррекцию усилителя, для работы с терморезистором и термопарой, возможно при помощи сигнального реле.


Чуть уточню. Программно управляем сигнальным реле, которое корректирует обвязку операционного усилителя. Вот тут нам очень пригодиться программируемый коэфициент усиления.

Ничегонеработает писал(а):Одновременно использовать паяльники с разными типами датчиков вряд ли нужно.


Всякое бывает. При таком схемном решении нам уже не понадобится лазить в станцию, в случае чего.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Леонид Иванович »

TuzRostislav писал(а):Чтоб можно было подстроиться под термопары с различным термо-ЭДС


А Вы встречали в паяльнике другую термопару, кроме K-типа?

Ничегонеработает писал(а):Я об этом тоже думал. Так вот, в алгоритм калибровки включить процесс реальной пайки, чтоб программа смогла отследить разницу в скорости остывания жала, по сравнению с термопарой встроенной в паяльник и рассчитала количество необходимой энергиии, для компенсации охлаждения жала при пайке. (примерно так)


Т.е. повесить вторую термопару для калибровки на кончик жала? Я так делал. Снял данные (постил в эту ветку, и здесь есть: http://leoniv.livejournal.com/109908.html). А вот что с ними дальше делать, не придумал. Какой алгоритм компенсации?

TuzRostislav писал(а):Подскажите, как правильно это назвать, которое выбирается, при смене инструмента? :)


Калибровка.

TuzRostislav писал(а):Чуть уточню. Программно управляем сигнальным реле, которое корректирует обвязку операционного усилителя. Вот тут нам очень пригодиться программируемый коэфициент усиления.


Как раз тут программируемый коэфициент усиления ни к чему. Если коммутировать обвязку ОУ, то и коэфициент усиления при этом поменяется на нужный, так как он этой самой обвязкой и задается.

Ничегонеработает писал(а):Всякое бывает. При таком схемном решении нам уже не понадобится лазить в станцию, в случае чего.


Можно, конечно, сделать универсальный вход. Но это дело пятое. Главное, как быть с компенсацией теплового сопротивления нагреватель-жало?
Аватара пользователя
Volly
Опытный кот
Сообщения: 702
Зарегистрирован: Пт мар 06, 2009 18:22:23

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Volly »

А как понять "Там стабилизируется не температура термопары, а показания"? Откуда они берутся, если не с термопары?

Если нагреватель работает в режиме "-1° от установленной-включен, +1°-выключен", с люкееподобным паяльником показания будут гулять -1...+10(и более)° от установленной температуры. Ничто не мешает не отображать это болтание, а выводить скажем "среднее минус 5..6° за период болтания".
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Ничегонеработает писал(а):
А Вы встречали в паяльнике другую термопару, кроме K-типа?


Нет. Только терморезистор ещё.
Тогда может и можно для паяльников обойтись двумы разными входами в разъёме на станции. Один для термопары, а второй для терморезистора.
Но читая ветки про паяльные станции, я заметил, что народ хочет не только использовать диапазон температур пайки, а и полиэтилен спаивать. Может ещё для чего пригодиться. Вот тут может и пригодиться расширение нижнего диапазона измеряемых температур.


Ничегонеработает писал(а):Т.е. повесить вторую термопару для калибровки на кончик жала? Я так делал. Снял данные (постил в эту ветку, и здесь есть: http://leoniv.livejournal.com/109908.html). А вот что с ними дальше делать, не придумал. Какой алгоритм компенсации?


Как только додумаю алгоритм, то сразу попытаюсь описать.


Ничегонеработает писал(а):Калибровка.


Откалибровать можно одно жало. А как назвать смену алгоритма термостабилизации под конкретное сменное жало и конкретный сменный паяльник, кроме как профиль?

Ничегонеработает писал(а):Как раз тут программируемый коэфициент усиления ни к чему. Если коммутировать обвязку ОУ, то и коэфициент усиления при этом поменяется на нужный, так как он этой самой обвязкой и задается.


Стоимость сигнального реле, равняется стоимости программируемого операционного усилителя и выше стоимости обычного операционника. Наверно действительно лучше использовать два отдельных операционника, как я уже писал выше.

Ничегонеработает писал(а):Можно, конечно, сделать универсальный вход. Но это дело пятое. Главное, как быть с компенсацией теплового сопротивления нагреватель-жало?


Надо подумать.
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Ничегонеработает писал(а):Главное, как быть с компенсацией теплового сопротивления нагреватель-жало?


Почитал вашу ссылку. Попробую объяснить, что у меня вертится в голове.
Не заметил, чтоб вы использовали время, за которое температура жала достигает температуры термопары в термоэлементе. (Или скорость набора температуры).
Так можно вычислить что-то вроде теплоёмкости конкретного жала.
А так же можно измерять скорость падения температуры на жале, при пайке, относительно скорости падения температуры термопары в термоэлементе.
Эта скорость падения температуры зависит от теплоёмкости места пайки. А зная теплоёмкость места пайки, можно рассчитать количество энергии, которое необходимо дать на термоэлемент, для компенсации потери этого тепла.

Может прийдётся сделать несколько профилей, для разных видов работ. Отдельно для массивных деталей и отдельно для мелких элементов.
А может удасться сделать интеллектуальный алгоритм, который сам поймёт, какой из профилей применить в данное время, на основе той самой скорости охлаждения.

То есть, измерение скорости падения температуры нам позволит предугадать(вычислить) теплоёмкость места пайки.

Можете начинать пинать. :)
Последний раз редактировалось TuzRostislav Ср сен 14, 2011 17:32:39, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Nimnul
Опытный кот
Сообщения: 884
Зарегистрирован: Ср янв 30, 2008 22:28:09
Откуда: Украина Харьковская обл.

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Nimnul »

Я немогу понять...почему некто не смотрит в сторону вот этих жал: http://gsmserver.com.ua/shop/equipment/ ... f_08ld.php я думаю что у них меньше проблем с нестабильностью температуры чем в люкееподобных паялах, опять хочу привести пример на основе GOOT RX802AS...теплоотдача просто сумашедшая...даже жало игла 0,5 на масивных(относительно) не липнет...если интересно могу выложить доку к станции.
stojanov
Родился
Сообщения: 1
Зарегистрирован: Ср сен 14, 2011 18:56:24

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение stojanov »

Привет из Македонии. Я сделал для версии 3.0. Он хорошо работает. У меня только один вопрос. Я никак не мог достичь хорошей калибровке. Я изменил значение резистора в цепи OP07 с 51 до 5,1 Ом. Теперь все работает как надо. Температура в верхней части, я измерил с К-типа ТП-01. Калибровка Я работал на 180 л 350 * С.Точность составляет 2-3 ° С. Я думаю, это хорошо. Спрашивается теперь: 51 или 5,1 Ом. Или я ошибся, я что-то еще. Еще раз огромное братский привет из Македонии в братской России!
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Леонид Иванович »

Volly писал(а):с люкееподобным паяльником показания будут гулять -1...+10(и более)° от установленной температуры


Да, подшаманить отображение можно. Но как-то не верится, что с релейным алгоритмом стабильность температуры будет лучше. В станции с ПИД температура внутренней термопары постоянна с точностью в несколько десятых градуса всегда, что б ни делали паяльником. Другое дело - температура кончика жала. Но она ничем не измеряется.

Nimnul писал(а):Я немогу понять...почему никто не смотрит в сторону вот этих жал: http://gsmserver.com.ua/shop/equipment/ ... f_08ld.php


Очень просто - потому что смотреть не на что. У нас в продаже только люкееподобные паяльники.

TuzRostislav писал(а):народ хочет не только использовать диапазон температур пайки, а и полиэтилен спаивать


Давайте не будем уходить от темы. Тут хотя бы паяльник сделать...

TuzRostislav писал(а):Откалибровать можно одно жало. А как назвать смену алгоритма термостабилизации под конкретное сменное жало и конкретный сменный паяльник, кроме как профиль?


А что, со сменой жала или паяльника поменяется физика? Алгоритм будет всегда один и тот же, отличие только в калибровочных константах.

TuzRostislav писал(а):Наверно действительно лучше использовать два отдельных операционника


Наверное. Но это вопрос пятый. Тут хотя бы для одного типа датчика добиться нормальной работы.

TuzRostislav писал(а):Не заметил, чтоб вы использовали время, за которое температура жала достигает температуры термопары в термоэлементе


Жало никогда не достигает температуры термопары. Причем примерно на 100 градусов. Так как от жала и корпуса паяльника всегда существует поток тепла в окружающую среду. Причем разность температур паяльника и воздуха неизвестна, как не знаем и то, есть обдув или просто естественная конвекция.

TuzRostislav писал(а):Так можно вычислить что-то вроде теплоёмкости конкретного жала


Теплоемкость влияет лишь на динамику. А мне бы в статике сначала решить задачу.

TuzRostislav писал(а):скорость падения температуры зависит от теплоёмкости места пайки. А зная теплоёмкость места пайки, можно рассчитать количество энергии, которое необходимо дать на термоэлемент, для компенсации потери этого тепла


Место пайки - это не только теплоемкость, но и некоторый постоянный отток тепла. Конечно, померить скорость изменения температуры можно. Но что Вы с ней предлагаете делать конкретно?

TuzRostislav писал(а):Может прийдётся сделать несколько профилей, для разных видов работ. Отдельно для массивных деталей и отдельно для мелких элементов


Ну я так и предполагал делать. У меня даже в верхнем софте остался параметр "Компенсация". Чем выше значение, тем больше должна была подниматься температура на датчике при повышении текущей мощности. Но не работает это.

TuzRostislav писал(а):А может удасться сделать интеллектуальный алгоритм, который сам поймёт, какой из профилей применить в данное время, на основе той самой скорости охлаждения


Я уже затаил дыхание и жду этого алгоритма :)

TuzRostislav писал(а):То есть, измерение скорости падения температуры нам позволит предугадать(вычислить) теплоёмкость места пайки. Можете начинать пинать. :)


Все параметры в реальном времени у меня рисуются верхним софтом в виде графиков. Могу выслать исходники, чтобы сначала на компьютере смоделировать алгоритм, ведь компьютер имеет полный доступ к управлению станцией. Это проще, чем делать сразу на микроконтроллере. Так я моделировал алгоритм определения простоя паяльника, причем весьма успешно.
Аватара пользователя
Volly
Опытный кот
Сообщения: 702
Зарегистрирован: Пт мар 06, 2009 18:22:23

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Volly »

stojanov писал(а):Спрашивается теперь: 51 или 5,1 Ом. Или я ошибся, я что-то еще.

Может быть 5,1 Ом. Я схему для термопары содрал из AN и не просчитывал, и не проверял. У меня паяльник с терморезистивным датчиком.
Leumas писал(а):Volly , а если в твою станцию подключить не паяльник а фен, работать поидее будет ведь, нагреваться будет ведь.
Правда температура может показываться наверно неуместная.

Почему неуместная? Термопара та-же. На заданную температуру только дольше выходить будет, чем могло бы. В любом случае ВСЕ мои прошивки для фена не оптимальные, т.к. я фена для пробы не имею. :)
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Может я ошибаюсь, но опираясь на всё прочитанное по паяльным станциям, у меня складывается впечатление, что у вас очень некачественное жало у паяльника. Народ рассказывал, что сталкивался с жалами. которыми паять просто невозможно. Но это моё имхо, основанное на чужих словах.

Ничегонеработает писал(а):А что, со сменой жала или паяльника поменяется физика? Алгоритм будет всегда один и тот же, отличие только в калибровочных константах.


Я думаю, эти калибровочные константы должны зависеть от скорости изменения температуры. А скорость изменения температуры зависит как от теплопроводной способности жала, так и от теплоёмкости места пайки.
Ведь должна быть зависимость между изменением температуры жала и измеряемой температуры термопарой термоэлемента. Эту зависимость надо определить во время калибровки при помощи внешней термопары прикреплённой к жалу паяльника. И на основе этой зависимости. И наблюдая уже во время реальной пайки за температурой термопары термоэлемента, скоростью и направлением изменения её температуры, можно примерно вычислить реальное положение вещей(температуры) на самом жале.


Ничегонеработает писал(а):Жало никогда не достигает температуры термопары. Причем примерно на 100 градусов. Так как от жала и корпуса паяльника всегда существует поток тепла в окружающую среду. Причем разность температур паяльника и воздуха неизвестна, как не знаем и то, есть обдув или просто естественная конвекция.


А нам в реальности и не особо нужно знание абсолютной температуры термопары термоэлемента. Нужно знание зависимости между температурой термопары термоэлемента и температурой жала. А так, раз у нас температура термопары термоэлемента 300 градусов, а температура жала 200 градусов, то считаем, что температура с термопары термоэлемента у нас 200 градусов. Нам ведь нужна стабилизация температуры пайки, а не температуры термопары.



Ничегонеработает писал(а):Теплоемкость влияет лишь на динамику. А мне бы в статике сначала решить задачу.


А вот эту проблему я не понял. Какая проблема в статике?


Ничегонеработает писал(а):Место пайки - это не только теплоемкость, но и некоторый постоянный отток тепла. Конечно, померить скорость изменения температуры можно. Но что Вы с ней предлагаете делать конкретно?


Попытаюсь ещё раз объяснить свою мысль.
Нам не суть важно, куда уходит отток тепла от паяльника. Главное, что это происходит. И нам только необходимо компенсировать эту потерю тепла паяльнику, форсировав подачу на него энергии. А количество необходимой энергии, для компенсации теплопотерь паяльником при пайке, надо вычислить на основе измеренной скорости изменения температуры.
Чем быстрее происходит допустим падение температуры при пайке, тем больше теряется тепловой энергии. Как только начнется фиксирование падения температуры, измеряем скорость её изменения и на основе этого как бы предугадываем количество энергии, которое необходимо паяльнику для компенсации его теплопотерь. (Ведь чем выше теплоёмкость места пайки, тем выше скорость потери тепла паяльником) И начинаем подавать эту энергию в паяльник, при этом следя за температурой термопары в термоэлементе. И как только заметим резкий рост температуры, прекращаем подавать уже лишнюю энергию в паяльник.


Ничегонеработает писал(а):Все параметры в реальном времени у меня рисуются верхним софтом в виде графиков. Могу выслать исходники, чтобы сначала на компьютере смоделировать алгоритм, ведь компьютер имеет полный доступ к управлению станцией. Это проще, чем делать сразу на микроконтроллере. Так я моделировал алгоритм определения простоя паяльника, причем весьма успешно.


Не откажусь. Только мне надо время, чтоб в этом разобраться. В программировании я ещё даже не чайник. :)
Аватара пользователя
Leumas
Прорезались зубы
Сообщения: 211
Зарегистрирован: Пт сен 09, 2011 00:34:20
Откуда: UA Kiev
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Leumas »

Volly, ага, понятно, значит нада будет купить от какогонить люкея фен и попробовать, меня не очень колышит скорость нагрева, главное чтоб работало, думаю раз термопары одни и теже то и прошивка вобщих чертах одна и таже, короче нада пробовать.
Платку я впринцыпе уже развел под паяльник, теперь ещё нада изготовить её, и спаять её, ну и опробовать.
В продаже есть платы для: ослика Хамелеона и тестера пинцета.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Леонид Иванович »

TuzRostislav писал(а):опираясь на всё прочитанное по паяльным станциям, у меня складывается впечатление, что у вас очень некачественное жало у паяльника.


У меня жал с десяток, и паяльник не один. Для опытов брал "клин" HAKKO 2.4 мм, одно из самых теплопроводных жал. Есть еще "клин" 3.2 мм, чуть лучше по теплопроводности. Но размеры для повседневной работы великоваты.

TuzRostislav писал(а):Я думаю, эти калибровочные константы должны зависеть от скорости изменения температуры


До сих пор я опирался на статическую модель паяльника и оперировал только с температурными потенциалами и тепловыми сопротивлениями. Для оптимизации переходной характеристики нужна будет динамическая модель. В ней нужно еще учесть и теплоемкости. Но это шаг два, мне бы со статической моделью справиться.

TuzRostislav писал(а):Ведь должна быть зависимость между изменением температуры жала и измеряемой температуры термопарой термоэлемента


Нет такой зависимости. Температура датчика стабилизируется петлёй ПИД и всегда постоянна.

TuzRostislav писал(а):Эту зависимость надо определить во время калибровки при помощи внешней термопары прикреплённой к жалу паяльника.


Разве что, можно снять такую зависимость при постоянной подводимой мощности. Но тут всё предельно ясно. Разность температур датчика и кончика жала будет равна потоку тепла, умноженному на тепловое сопротивление. Т.е. разность температур будет в таких условиях всегда постоянной. Если не учитывать потери с корпуса паяльника в окружающую среду, которые пропорциональны разности температур.

TuzRostislav писал(а):наблюдая уже во время реальной пайки за температурой термопары термоэлемента, скоростью и направлением изменения её температуры, можно примерно вычислить реальное положение вещей(температуры) на самом жале


Температура датчика во время реальной пайки всегда постоянна. За это дело отвечает ПИД. Или Вы предлагаете отказаться от петли обратной связи по температуре датчика? Что взамен?

TuzRostislav писал(а):А нам в реальности и не особо нужно знание абсолютной температуры термопары термоэлемента


Как оказалось - да. Вся моя работа по прецизионному измерению температуры с линеаризацией термопары и компенсацией холодного спая пошла радиокоту под хвост.

TuzRostislav писал(а):Нужно знание зависимости между температурой термопары термоэлемента и температурой жала


У меня вырисовывается что-то типа T = Ts - (P - Ts / Rsa) * Rt, где

T - температура места пайки
Ts - температура датчика
P - мощность нагрева
Rsa - тепловое сопротивление датчик-окр. среда (потери с корпуса паяльника)
Rt - тепловое сопротивление жала

Плохо то, что P мы не знаем - в станции нет канала измерения сетевого напряжения. Температуру окружающей среды формула тоже не учитывает, а ведь только потери на нагрев воздуха дают почти 70 - 100 градусов ошибки.

TuzRostislav писал(а):Нам ведь нужна стабилизация температуры пайки, а не температуры термопары


Так с этого и начинали. Но как осуществить?

TuzRostislav писал(а):Какая проблема в статике?


Ну как какая? Если с жала начинается отток тепла, его температура неконтролируемо падает. Даже при условии dT/dt = 0.

TuzRostislav писал(а):количество необходимой энергии, для компенсации теплопотерь паяльником при пайке, надо вычислить на основе измеренной скорости изменения температуры


Нет. Приложили паяльник к месту пайки и подождали. Температура установилась. Скорость изменения - ноль. А отток тепла от жала в место пайки есть. Как компенсировать?

TuzRostislav писал(а):Чем быстрее происходит допустим падение температуры при пайке, тем больше теряется тепловой энергии


Это только во время переходного процесса. В установившемся режиме скорость изменения температуры нулевая, а разность температур жала и датчика при этом может быть какой угодно, зависит от того, к чему прислонили паяльник.

TuzRostislav писал(а):Как только начнется фиксирование падения температуры, измеряем скорость её изменения и на основе этого как бы предугадываем количество энергии, которое необходимо паяльнику для компенсации его теплопотерь. (Ведь чем выше теплоёмкость места пайки, тем выше скорость потери тепла паяльником) И начинаем подавать эту энергию в паяльник, при этом следя за температурой термопары в термоэлементе. И как только заметим резкий рост температуры, прекращаем подавать уже лишнюю энергию в паяльник


Ну ладно, допустим судим о потерях тепла только по теплоемкости места пайки, хоть это и неправильно. Описанный Вами процесс - это компенсация колебаний температуры жала. Но работать он должен на фоне какого-то другого процесса, который поддерживает заданную температуру. Если это обратная связь по температуре датчика - то Ваш метод работать не будет, так как температура датчика никогда не меняется. Как быть?

TuzRostislav писал(а):Только мне надо время, чтоб в этом разобраться. В программировании я ещё даже не чайник. :)


В таком случае программирования могу взять на себя, а от Вас требуются только алгоритмы. Пока я не понял, какие изменения мне нужно внести в программу.
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Блин. Опять глюк. :( Удалите пожалуйста сообщение.
Последний раз редактировалось TuzRostislav Чт сен 15, 2011 12:47:05, всего редактировалось 1 раз.
TuzRostislav
Мучитель микросхем
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 05:19:48
Откуда: Kiev

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение TuzRostislav »

Ничегонеработает писал(а):У меня жал с десяток, и паяльник не один. Для опытов брал "клин" HAKKO 2.4 мм, одно из самых теплопроводных жал. Есть еще "клин" 3.2 мм, чуть лучше по теплопроводности. Но размеры для повседневной работы великоваты.


Значит тут я промазал. Проблема в другом. Просто симптомы похожие.

Ничегонеработает писал(а):До сих пор я опирался на статическую модель паяльника и оперировал только с температурными потенциалами и тепловыми сопротивлениями. Для оптимизации переходной характеристики нужна будет динамическая модель. В ней нужно еще учесть и теплоемкости. Но это шаг два, мне бы со статической моделью справиться.


Вот данный момент я что-то непонимаю. У вас ведь проблема начинается именно в динамике. Статическая стабилизация температуры у вас же идеальна.


Ничегонеработает писал(а):Нет такой зависимости. Температура датчика стабилизируется петлёй ПИД и всегда постоянна.


А вот как мне видится, это и есть основная ошибка. Жёстко стабилизируя температуру термопары термоэлемента мы становимся слепыми и не можем отследить того, что происходит на кончике жала. Надо периодически полностью прекращать нагрев и следить за динамикой изменения температуры. А в процессе калибровки надо учесть зависимость динамики изменения температуры на кончике жала и термопары термоэлемента. То есть, нужны графики во время пайки, чтоб увидеть как зависит во времени температура кончика жала и термопары термоэлемента. И как я говорил, замеры эти делать при прекращении нагрева паяльника.
И уже в процессе реальной пайки, на основе этой зависимости и зарегистрировав начавшуюся динамику изменения температуры термопары термоэлемента, можно рассчитать наперёд предполагаемую динамику изменения температуры на кончике жала и скомпенсировать рассчитанное количество потерянного тепла подачей необходимой порции энергии.

Как расчёт этот провести, я ещё не додумал. Может быть надо даже не расчёт делать, а опытным путём подобрать количество необходимой энергии, для поддержания более или менее стабильной температуры именно кончика жала, на основе измеренной динамики изменения температуры термопары термоэлемента. Или может написать на время опыта алгоритм, который путём нечто вроде последовательного приближения будет постепенно увеличивать порции энергии в паяльник, для выравнивания температуры кончика жала. Температура в периоды измерений продолжает падать или стоит на месте, значит впихиваем порции энергии в паяльник. как только температура начинает расти, переходим на стабилизацию ПИД. А может даже этот алгоритм последовательного приближения взять за основу компенсации теплопотерь жалом.


Ничегонеработает писал(а):Разве что, можно снять такую зависимость при постоянной подводимой мощности.


Нам ничего не мешает переодически отключать подачу энергии, на время измерений.


Ничегонеработает писал(а):Температура датчика во время реальной пайки всегда постоянна. За это дело отвечает ПИД. Или Вы предлагаете отказаться от петли обратной связи по температуре датчика? Что взамен?


Не отказаться от ПИД, а просто чуть доработать алгоритм. Может можно использовать ПИД взяв за основу не температуру термопары термоэлемента, а рассчётную(предпологаемую) температуру жала, на основе зависимости динамики изменения температуры жала и температуры термопары термоэлемента.


Ничегонеработает писал(а):Как оказалось - да. Вся моя работа по прецизионному измерению температуры с линеаризацией термопары и компенсацией холодного спая пошла радиокоту под хвост.


Вы добились хорошего результата. Ничего не под хвост.


Ничегонеработает писал(а):У меня вырисовывается что-то типа T = Ts - (P - Ts / Rsa) * Rt, где

T - температура места пайки
Ts - температура датчика
P - мощность нагрева
Rsa - тепловое сопротивление датчик-окр. среда (потери с корпуса паяльника)
Rt - тепловое сопротивление жала

Плохо то, что P мы не знаем - в станции нет канала измерения сетевого напряжения.


Если вы о мощности, которую мы закачиваем в паяльник, то почему мы её не знаем? Нам известно напряжение питания. Нам известно сопротивление термоэлемента в нагретом состоянии. Мы сами задаём скважность ШИМ. На основе этого и рассчитывается мощность.


Ничегонеработает писал(а):Температуру окружающей среды формула тоже не учитывает, а ведь только потери на нагрев воздуха дают почти 70 - 100 градусов ошибки.


Я ведь предложил на постоянной основе встроить внешний калиброванный термодатчик. Хотя особо хуже не будет, если принять за аксиому допустим 100 градусов потерь и точка.

Королёв взял блокнот и крупным почерком написал на его листке: «ЛУНА — ТВЕРДАЯ». :)


Ничегонеработает писал(а):Нет. Приложили паяльник к месту пайки и подождали. Температура установилась. Скорость изменения - ноль. А отток тепла от жала в место пайки есть. Как компенсировать?


Это я уже всё сказал выше.

TuzRostislav писал(а):Чем быстрее происходит допустим падение температуры при пайке, тем больше теряется тепловой энергии


Ничегонеработает писал(а):Это только во время переходного процесса. В установившемся режиме скорость изменения температуры нулевая, а разность температур жала и датчика при этом может быть какой угодно, зависит от того, к чему прислонили паяльник.


И это учёл выше.

Ничегонеработает писал(а):Ну ладно, допустим судим о потерях тепла только по теплоемкости места пайки, хоть это и неправильно. Описанный Вами процесс - это компенсация колебаний температуры жала. Но работать он должен на фоне какого-то другого процесса, который поддерживает заданную температуру. Если это обратная связь по температуре датчика - то Ваш метод работать не будет, так как температура датчика никогда не меняется. Как быть?

Будет меняться температура, если прекратить нагрев. И чем больше тепла начнёт уходить, тем быстрее будет понижаться температура. Вот это нам и надо регистрировать.

Ничегонеработает писал(а):В таком случае программирования могу взять на себя, а от Вас требуются только алгоритмы.


Дык и мне очень хочется начать учиться программировать. :)
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Леонид Иванович »

TuzRostislav писал(а):Вот данный момент я что-то непонимаю. У вас ведь проблема начинается именно в динамике. Статическая стабилизация температуры у вас же идеальна


Нет. Идеальна лишь температура датчика. А температура жала при этом может быть какая угодно даже в статике. В зависимости от того, к чему это жало прижали.

TuzRostislav писал(а):Надо периодически полностью прекращать нагрев и следить за динамикой изменения температуры


Да, можно так. Такой подход, боюсь, вызовет большие колебания температуры.

TuzRostislav писал(а):Температура в периоды измерений продолжает падать или стоит на месте


А как она может стоять на месте, если во время измерения нагрев отключен? Она всегда будет падать, и скорость падения будет зависеть только от параметров места пайки, но не от мощности нагрева.

TuzRostislav писал(а):Может можно использовать ПИД взяв за основу не температуру термопары термоэлемента, а рассчётную(предпологаемую) температуру жала, на основе зависимости динамики изменения температуры жала и температуры термопары термоэлемента.


Или вводить коррекцию в задаваемую для ПИД температуру. Что по сути то же самое. Я так и хотел сделать.

TuzRostislav писал(а):Если вы о мощности, которую мы закачиваем в паяльник, то почему мы её не знаем? Нам известно напряжение питания. Нам известно сопротивление термоэлемента в нагретом состоянии. Мы сами задаём скважность ШИМ. На основе этого и рассчитывается мощность.


Мы не знаем напряжения питания. В станции нет канала его измерения. А оно не стабилизировано (если, конечно, не применяется ИБП).

TuzRostislav писал(а):Хотя особо хуже не будет, если принять за аксиому допустим 100 градусов потерь и точка.


Увы, поток тепла - не константа, он пропорционален разности температур. Может набежать ошибка в 30 или даже 50 градусов.

TuzRostislav писал(а):Будет меняться температура, если прекратить нагрев. И чем больше тепла начнёт уходить, тем быстрее будет понижаться температура. Вот это нам и надо регистрировать.


Да, такой метод возможен. Но я бы предпочел регистрировать мощность: чем больше тепла начинает уходить при постоянной температуре датчика, тем больше нужна подводимая мощность. Но в том и другом случае какие-то неучтенные факторы не дадут так просто добиться положительного результата. На чем я и обломался, потратив на станцию чуть ли не месяц времени.

TuzRostislav писал(а):Дык и мне очень хочется начать учиться программировать. :)


Напишите на мыло wubblick@yahoo.com, вышлю исходник.
Аватара пользователя
Volly
Опытный кот
Сообщения: 702
Зарегистрирован: Пт мар 06, 2009 18:22:23

Re: Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Сообщение Volly »

Нам ничего не мешает переодически отключать подачу энергии, на время измерений.

Да, так немного лучше. Вот почему релейный режим для работы комфортней. Когда прекращается нагрев- Т термопары ещё продолжает расти, потом какое-то время снижается. Т.е. несколько секунд замера без подогрева. И большие колебания температуры есть только на термопаре, на жале почти на порядок ниже.
Ответить

Вернуться в «Статьи»