ИК паяльная станция на Arduino Mega 2560. Доработка скетча "ARS_v2_Lilium_JSN"

Эта часть темы закрыта.
Продолжение темы: ИК паяльная станция на Arduino Mega 2560. Доработка скетча "ARS_v2_Lilium_JSN"

Создана тема "Ик паяльная станция на arduino. общие вопросы."

Важные ссылки этой закрытой темы.

Разделение проекта на ветки: #2454
Простенький термостат для низа от mvm_ksaa: #2509 и #2513
Как включить режим "только термостол" #1584
Всё по детекторам нуля, платам реле, резистивной клавиатуре: #3221
Схема подключений для Mega2560+tft3.2" в релизах @Dmitrysh: #2627
Как бюджетно сделать стойки для установки платы на станцию со стеклокерамикой или алюминиевыми плитами: #2712
Полезный блокнотик ардуинщика закреплен в посте #2959
Отдельный проект @Leonid0071 здесь: #2980 и плейлист его проекта
https://www.youtube.com/playlist?list=PLJ1YPXoM_BzWV-Z7Csv4WUm-mzmUgkxxd

От @Watashi :

MEGA2560 + TFT 3.5" 480x320 + 2*MAX6675 + PC(опция) + энкодер + сенсор + RTC
Контроллер паяльной станции собран на базе Arduino MEGA2560 + TFT 3.5" 480x320 с резистивным сенсором и часами RTC на основе модуля DS3231.
В качестве датчиков температуры используются термопары типа К с микросхемами MAX6675.
Для управления используется аналоговая клавиатура, сенсор экрана и энкодер. Управлять можно как по отдельности так и в комбинации.
Можно выводить графики температур на компьютер (PC опция).

Ссылка на вторую тему: https://clck.ru/Qq9ZU

 

В просторах интернета нашёл контролёр для управления паяльной станции https://instructables.info/infrakrasnaya-payalnaya-stantsiya-svoimi-rukami/
Немного почитав информации в интернете, изменил скетч под дисплей с модулем I2C, включил внутренние подтягивающие резисторы, и прошивка загрузилась в ардуинку. Вроди-бы всё заработало, но есть тут такие нестыковки которые могут убить пациента.

Код (C++):

[code]
      startTemp = tc1;// нужно как-то привязать к начальной температуре на каждом этапе
         
     
      lcd.setCursor(16, 1);
      lcd.print(currentStep);
      lcd.setCursor(8, 3);
      lcd.print(SP2);
      //ramp rate counter
      if ((currentMillis - previousMillis) > 1000 * rampRateStep[currentStep - 1]) { //seconds counter

        previousMillis = currentMillis;
        counter = counter + 1;
        setpointRamp = counter + startTemp;
        lcd.setCursor(8, 2);
        lcd.print("   ");      
        lcd.setCursor(8, 2);
        lcd.print(setpointRamp);
        lcd.print("  ");
        Setpoint1 = setpointRamp;

 

А именно строка

Код (C++):

 startTemp = tc1

явно неправильна. Нужно "startTemp" привязать к начальной температуре на каждом этапе нагрева, а не мониторить её постоянно, потому как нет нагрева с нужной нам скоростью.
В программировании я полный "0"!
ARS_v2_Lilium_JSN_max6675.zip- это оригинальный код
ARDUINO REWORK V1.2.zip- а это изменённый мной код
Ещё при настройке параметров не сохраняются значения роста температуры если они с запятой, сбрасывается на нули.
Прошу Вашей помощи!!!

 

Проблему роста температуры решил простым умножением коэффициентов на 4

Код (C++):

        rampRateStep[editStep] = rampRateStep[editStep] + 1.;
        delay(25);
        if (rampRateStep[editStep] >= 12.)  //(только целые числа) максимальная скорость роста температуры делённая на 4
        {
          rampRateStep[editStep] = 12.;  //(только целые числа) максимальная скорость роста температуры делённая на 4
        }
      }
      if (downSwitchState == HIGH)
      {
        rampRateStep[editStep] = rampRateStep[editStep] - 1.;
        delay(25);
        if (rampRateStep[editStep] <= 1.)  //(только целые числа) минимальная скорость роста температуры делённая на 4
        {
          rampRateStep[editStep] = 1.;  //(только целые числа) минимальная скорость роста температуры делённая на 4
        }

 

Код (C++):

      if ((currentMillis - previousMillis) > 4000 / rampRateStep[currentStep - 1]) { //seconds counter

 

а для корректного отображения на дисплее

Код (C++):

lcd.print(rampRateStep[editStep] / 4);

ограничил скорость роста температуры максимум 3 градуса в секунду, минимум 0,25 градуса

 

Решил проблему со считыванием стартовой температурой. Теперь при старте профиля температура считывается с термопары один раз.

Код (Text):

      if (currentStep == 1 && flag == 0){
        startTemp = tc1;
        flag = 1;
      }    
      if (currentStep >1 && flag == 1){
        flag = 0;
        startTemp = temperatureStep[currentStep - 2];      
        flag = 1;
      }

 

Флаги сбрасываются после остановки или завершении профиля.

Спойлер

Код (Text):

      if (cancelSwitchState == HIGH)
      {
        currentStep = 1;
        counter = 0;
        setpointRamp = 0;
        flag = 0;         //после отановки профиля сбрасываем флаг
        reflowStatus = REFLOW_STATUS_OFF;
        reflowState = REFLOW_STATE_IDLE;
        updateScreen = true;
      }

 

Код (Text):

if (counter == dwellTimerStep[currentStep - 1]) {
        counter = 0;
        setpointRamp = 0;
        if (profileSteps == currentStep) {
          currentStep = 1;
          flag = 0;   //после завершения профиля сбрасываем флаг
          reflowState = REFLOW_STATE_COMPLETE;
        }
        else {          
          currentStep++;
          reflowState = REFLOW_STATE_STEP_RAMP;          
        }
      }

 

 

Продолжим вносить изменения. Теперь после остановки нагрева и повторном запуске, профиль продолжится с текущей температуры. Тоесть если недогрели, то можно остановить пайку, внести изменения и продолжить дальше.

Спойлер

Код (Text):

      if (flag == 0){
        startTemp = tc1;
        flag = 1;
      }
      if (startTemp > temperatureStep[currentStep -1]){
        for (x=1; startTemp > temperatureStep[currentStep - 1];currentStep++){
          x++;
        }
      }
      if (currentStep > x && flag == 1){
        flag = 0;
        startTemp = temperatureStep[currentStep - 2];      
        flag = 1;
      }

 

Максимальное время перехода на следующий шаг сократил до 100 секунд, т.к 1000 секунд это слишком много.

 

Спасибо огромное. Ваши корректировки прекрасно работают, станция прям ожила. Какие PID-ы у Вас вышли при наладке

 

Станция в стадии разработки. Поэтому наладка контроллёра идёт на лампочке, а пиды настраивать надо на готовой станции. Поэтому пидами даже не заморачивался. В планах сделать вход в меню по долгому нажатию на "ОК", убрать одну кнопку.

 

С прошедшими праздниками всех!
В очередной версии я сделал вход в "МЕНЮ" по долгому нажатию (3 секунды) на кнопку "ОК".
Заодно защиту от дребезга контактов сделал через "millis()" вместо "delay()" (все 4 кнопки)

Спойлер

Код (Text):

//фиксируем момент нажатия кнопки "ОК" + защита от дребезга
      if (okSwitchState == HIGH && !button_state && ( millis() - ms_button)>100)
      {
        ms_button =  millis();
        button_state = true;
        button_long_state = false;
      }
//держим "ОК" 3секунды и заходим в меню настроек    
      if (okSwitchState == HIGH && !button_long_state && ( millis() - ms_button)>3000)
      {
        button_long_state = true;
        button_state = false;
        reflowState = REFLOW_STATE_MENU_STEPS;
        //update next screen
        updateScreen = true;
      }
//включаем пайку, кнопка сработает после отпускания "ОК"    
      if (okSwitchState == LOW && button_state && ( millis() - ms_button)>100)
      {      
        ms_button =  millis();
        button_state = false;
        tone(buzzerPin, 1045, 500);  //звуковой сигнал при старте профиля
        //update next screen
        updateScreen = true;
        curCount = 0;
        nextRead2 = millis();
        reflowStatus = REFLOW_STATUS_ON;
        reflowState = REFLOW_STATE_STEP_RAMP;
      }

 

Отключил бузер при нажатии на кнопки, пищит только при приветствии, старте и завершении профиля.
И немного раскомментировал скетч. Т.К. эта версия с 4-мя кнопками записил как "ARDUINO REWORK v1.3"

 

в этом контроллере можно включить только нижний подогрев, например, на 90 градусов?

 

Если подключить низ к "6" пину на ардуино и удалить в скече это условие "(tc2 >= (Setpoint2-10))&&" в самом конце скетча.

Код (Text):

//верхний нагреватель включится ели температура "низа" достигнет (уснановленной минус 10 градусов)  
    if ((tc2 >= (Setpoint2-10))&&(Output1> millis() - windowStartTime )) digitalWrite(RelayPin1, HIGH);

 

то низ будет отрабатывать профиль начиная с комнатной температуры до какой Вам надо (максимум 250 градусов) с заданной скоростью.
Смотря для каких целей Вы хотите приспособить этот контроллёр. Решения могут быть разные.

 

создать профиль только преднагрев

 

для пайки BGA, SMD, или запекания паяльной маски? если не секрет!

 

преднагрев платы для замены разъема, например

 

Ну в таком случае, предложенный выше вариант наверное самый оптимальный.

 

проще тумблером

 

По своей природе датчик МАХ6675 немного шумит (показания прыгают туда сюда), соответственно ПИДу тяжело ловить оптимальное значение. Поэтому решил его немного стабилизировать. Добавил в скетч "Фильтр Калмана" (во избежании критики, это наверное сильно упрощённый вариант, и таковым его может и трудно назвать). Возможно можно было и проще сделать, но работает неплохо.

Спойлер

Код (Text):

// переменные для калмана "ВЕРХНЕГО" нагревателя
float varTerm1 = 0.25;  // среднее отклонение (ищем в excel)
float varProcess1 = 0.025; // скорость реакции на изменение (подбирается вручную)
float Pc1 = 0.0;
float G1 = 0.0;
float P1 = 1.0;
float Xp1 = 0.0;
float Zp1 = 0.0;
float Xe1 = 0.0;

// переменные для калмана "НИЖНЕГО" нагревателя
float varTerm2 = 0.25;  // среднее отклонение (ищем в excel)
float varProcess2 = 0.025; // скорость реакции на изменение (подбирается вручную)
float Pc2 = 0.0;
float G2 = 0.0;
float P2 = 1.0;
float Xp2 = 0.0;
float Zp2 = 0.0;
float Xe2 = 0.0;
// переменные для калмана

 

Код (Text):

        Input1 = filter1(thermocouple1.readCelsius());
        Input2 = filter2(thermocouple2.readCelsius());

 

Код (Text):

  float filter1(float val_1) {  //функция фильтрации показений "Верхней" термопары
  Pc1 = P1 + varProcess1;
  G1 = Pc1/(Pc1 + varTerm1);
  P1 = (1-G1)*Pc1;
  Xp1 = Xe1;
  Zp1 = Xp1;
  Xe1 = G1*(val_1-Zp1)+Xp1; // "фильтрованное" значение
  return(Xe1);
}
  float filter2(float val_2) {  //функция фильтрации показений "Нижней" термопары
  Pc2 = P2 + varProcess2;
  G2 = Pc2/(Pc2 + varTerm2);
  P2 = (1-G2)*Pc2;
  Xp2 = Xe2;
  Zp2 = Xp2;
  Xe2 = G2*(val_2-Zp2)+Xp2; // "фильтрованное" значение
  return(Xe2);
  }

 

Теперь показания ведут себя вот так,

Спойлер

(красная - реальные показания, желтая - отфильтрованные)

Не совсем плавно, но более спокойно.

 

А под нано переделать возможно?

 

Под UNO уже переделали. Если нано на 328меге то должно работать.
http://radioservice.at.ua/forum/23-27-2

 

как приятно что скетч для MAX6675 который я выложил в интернет получил другую жизнь. А с коэффициентами P I D кто-то разбирался?

 

пробовал на лампочке P=8, I=0.1, D=1
вылет за уставку не более 2х градусов. как в боевых условиях будет неизвестно