Ик паяльная станция на arduino mega 2560. доработка скетча "ars_v2_lilium_jsn" | ч. 2

Думаю что проблема с повторяемостью результатов кроется в прошивке.
Врут датчики или нет, применительно к данной проблеме, я думаю, вопрос второстепенный. Главное что показания стабильны, а вот управление нагревателями, исходя из наблюдений за индикаторами нагрева, заставляет усомниться в правильности работы ПИДа. Нагрев, то прекращается при выходе на заданную температуру, то продолжает греть даже с явным перелетом в пять и более градусов.
По этой причине прекратил попытки настроить профили, времени на прогон уходит много (с учетом времени охлаждения), а результат непредсказуемый.
Остановился на том, что настроил снятие бессвинца на 235 градусов, снимая по готовности, то есть когда чип поплыл, а установку уже на свинец 205 градусов, с учетом перелетов до 210.

 

Доброго времени суток.
Итак, чтобы не быть голословным относительно предыдущего поста, решил сделать несколько прогонов в совершенно раВных условиях, после каждого прогона абсолютно ничего не менялось - ПИДы, график, жертвенная плата, положение термопар. Станция каждый раз выключалась, все охлаждалось до комнатной температуры и повторялось вновь, сделал четыре прогона.
И вот, мне кажется, удалось нащупать корень проблемы.
Кроется проблема не в ПИДе, а в том что по каким то причинам, программа, иногда, ошибочно определяет заданную температуру.
На первом снимке первый прогон, на мой взгляд хороший результат.
На следующих хорошо видно что ПИД низа стабилизируется на температуре 128 градусов при заданых 120.
Такое, кстати, тоже впервые, чтобы так четко стабилизировалось на повышенной температуре.
Верх сегодня был на редкость стабилен, такое тоже не всегда бывает, то недолет, то перелет, то с опережением графика идет, то с отставанием, бывало что профиль отрабатывал не достигнув заданной температуры.
Для понимания того на чем я провожу эксперименты, фото своей станции прилагаю, сделано дома, на одной табуретке и краешке стола, так что не судите строго.
В программировании и ардуино я не полный ноль, есть положительные числа, но после ноля с запятой.
В общем, если вы считаете что такая проблема действительно существует (проявляет она себя в нестабильности следования установленому графику), то прошу изложить свои наблюдения и возможные способы решения данной проблемы.
Я пытаюсь разобраться, но моих знаний и опыта явно недостаточно на данный момент для решеня этого вопроса.
Спасибо, что дочитали до конца.

Спойлер: Фото

 

Да, у меня всё так же как вы и описали бывало. Ну очень похоже.
Первый прогон нормальный, последующие прогоны - низ улетает на 10-20 градусов выше(иногда ниже но сильно реже) и четко держит завышенную(заниженную) температуру, будто термопара врет.

Нашел фото одно из таких кривых прогонов когда ПИД настраивал.
PS. но меня всегда смущал старт холодной платы и станции, когда разница на термопарах 20Гр с самого начала. На новых по крайней мере на старте показывают одну и туже температуру.

PPS ув.Gor у тебя галоген на низе стоит? РАсккажи пожалуйста про свою паялку(какие лампы, какой размер низа получился). Просто через пару месяцев хочу полностью с нуля сделать новый низ на STMке... Сижу вот все 250 страниц читаю прошлой темы, кто и из чего делал и как.

 

Низ сделан из двух обогревателей Marta, https://www.wildberries.ru/catalog/140645612/detail.aspx?targetUrl=EX трубки укорочены до 30 см (алмазным кругом), исходя из длинны сопротивление спиралей получилось по 117 ом (выровнены между собой по сопротивлению), что соответвует 400 ватт на спираль, соеденены по три пары паралельно. Суммарная мощность 2,4 киловатта, размер низа 31х24.5 см, под стандарт АТХ.
Корпус низа сделан из потолочного профиля KNAUF 60х27, купленом в Леруа по размерам идеально подошел.
Верх китайский керамичекий нагреватель 80х80 450 ватт.
Корпус для "мозгов" сделан из корпуса обогревателя и компьютерного корпуса.
Управляется через симисторную сборку, четыре канала собраны на moc3063 (встроенный детектор нуля) и bt138-600, во время работы почти не нагреваются.
Помпа - китайский дишман за двести рублей, поднимает до 200 грамм https://aliexpress.ru/item/1005003414245168.html?sku_id=12000025680365151.
Вроде все, остальное видно на фото.

 

Приветствую. Вроде неплохо получается. Нестабильность НИ мне не понятна, скорее всего не связана с профилем.
Что за надписи на часах, что означают?(кроме версии)

 

Здравстуйте, уважаемый Watashi.
Нестабильность следованию графику наблюдается не только для низа, но и для верха. Я предполагаю, что данные установленной температуры считываются не всегда корректно, поэтому ПИД стремится то к большему значению от заданного, реже к меньшему (для низа меньшее значение не наблюдал, с верхним бывало что шло существенно ниже графика и иногда профиль отрабатывал не достигнув заданной температуры.
Надписи, "no_relay, ST7796S" сделаны для себя, чтобы не путаться в прошивках.
В своей версии я отказался от реле и управляющей микросхемы, вместо сигнала управляющего реле на эти выводы идет сигнал управления нагревателям. Секцию кода с выбором размера низа я перенес в блок программы управления нагревателем и заменил в коде вывод сигнала.

Спойлер: Для наглядности

 

Считывание происходит раз в 250 мс, потом усредняется (почитайте что такое moving average) с периодом 5 (приблизительно), т.е. это не одно считывание температуры.

То что вы называете ПИД это инерционность нагревателей и чтобы ее компенсировать есть дифференциальная составляющая ПИДа.
Интересно как взаимодействуют стрелки часов с надписями, что то должно моргать)

 

Я имел в виду не показания термопар, а корректное считывание установленной температуры с графика.
Так, в приведенном мной примере, по графику установлено 120 градусов, но программа четко выдерживала температуру 128 градусов, из чего я сделал вывод что 128 градусов, программа по каким то причинам посчитала той температурой к которой нужно стремиться.

Настройки ПИД низа я делал с отключенным верхом, в режиме нижнего подогрева и добился практически идеального результата, на момент настройки. Стоило добавить верх как низ начал работать с большими отклонениями от графика.
Настроил ПИД верха, опять же почти идеально в момент настройки, но в дальнейшем и с этими настройками начались большие отклонения от графика.

Спойлер: PID

Ничего на дисплее не моргает, при первом включении надпись чистая, после прохождения через нее стрелки появляются небольшие артефакты на шрифте, которые заметны только вблизи.

Спойлер: Пример

 

Спойлер: Немного лирики

Хотел бы добавить.
Пайка для меня исключительно хобби, больше люблю мастерить чем ремонтировать. Ремонтирую только родственникам, бесплатно.
Желание смастерить паялку для чипов было давно, вот только с экономической точки зрения для меня в ней смысла нет.
Попался очередной пациент, ноутбук с отвалом чипа после удара, и я понял что зуд в руках мне уже не унять.
Начал смотреть разные проекты, остановился на проекте Watashi, мне он показался достаточно интересным, в меру затратным, и главное автономным.
Задачу свою он выполнил, ноутбук работает, а станция пылится, за исключением проводимых на ней опытов, результаты которых меня расстроили.
На сегодняшний день, с учетом полученного опыта, повторять данную конструкцию и сам проект я бы не стал.
Причин здесь несколько.
Первая - стремление сделать стол наименее инерционным оказалось, с моей точки зрения неоправданым.
Недостатки - на него не поставить плату на стойках, нужно что то колзозить дополнительно, если что то протечет то все будет на нагревателях и отражателе, пыль которая скапливается тоже будет пригорать, очистить все это будет проблематично. И самое смешное - его малая инерционность для низа, я считаю, тоже недостаток - нужен жесткий контроль для поддержания температуры.
Далее, работа самой станции - она может занизить нагрев, потом опомнится и "включить форсаж", в это время нагреватели раскаляются до красна, не смотря на все ограничения, плата получает жесткий тепловой удар и наше стремление получить плавный, равномерный нагрев и уберечь плату от жесткого излучения идет коту под хвост.
Сейчас я бы предпочел сделать стол из толстого аллюминия, по примеру термопро, возможно стекла, и даже керамической плитки, с тенами внизу и термодатчиком на самом столе.
Разогреть плату до 120 - 130 градусов с соблюдением каких то жестких временных рамок, я считаю глупостью. Ничего страшного с платой не произойдет если ее разогреть не за три минуты, а за 10-15 минут, но будет обеспечен более равномерный нагрев и меньшая тепловая дефформация, а жесткое излучение и тепловые удары и вовсе исключены, теплоемкий стол убережет плату от скачков температуры и снизит неравномерность нагрева.
Примерно такие соображения, которыми я руководствовался бы, если бы я делал проект сейчас.

 

Пришел к таким же выводам пытаюсь сделать низ на алюминиевом листе, скорость нагрева платы от комнатной температуры до 150гр. примерно минут 5.
https://disk.yandex.ru/d/lp32OwUwaHuemQ

Что то не могу фото здесь загрузить.
И вопрос, можно в скетче отключить аварийный стоп профиля? Нужен при отладке.

 

Здравствуйте.
Не могли бы описать чуть подробнее - что вы использовали в качестве нагревателей, размер пластины, толшина, способ крепления (не видно сквозных отверстий в пластине).

Можно отключить защиту низа в общих настройках и верхний нагреватель поставить скорость нагрева ноль, на первом шаге, тогда будет работать только нижний нагреватель неограничено по времени.

 

Первый вариант пластина 240X170 толщина 6мм марку не знаю возможно Д16Т, 2 нагревателя по 350W, нагреватели магистровские НАГРЕВ.ЭЛЕМЕНТ, МАГИСТР к термостолу Ц20, размеры 95X145 в комплекте к нагревателю идет мягкий теплоизоляционный материал, название материала не знаю но точно не асбест.
Крепление выполнено винтами м3 DIN913 нержавейка в глухое отверстие с резьбой, для доп. фиксации мазал винты герметиком высокотемпературным без запаха уксуса. Пластина с покрытием Ан. Окс. возможно совершил ошибку так как теплопроводность по справочным данным у данного покрытия плохое, если кто в теме подскажите.
Второй вариант взял пластину размером 200X150 толщина 5мм Д16АМ плакированное алюминием, со стороны нагревателей чистый метал обратная сторона покрасил высокотемпературной краской. Пока испытания не проводил, в процессе. Вообще хочу сделать нижний подогрев трансформер с возможностью установки второй нагревательной пластины рядом с основной для увеличения площади подогрева, а когда не нужно убирать доп нагрев.
При нагреве деформаций не заметил, а размеры того стола который повело какие были?
https://disk.yandex.ru/i/0x2kQpYnUOK2VQ

 

Прежде чем делать свою станцию, много думал из чего сделать нижний подогрев.
Есть в предыдущей теме пост от ув.SOLOway где собраны(на тот момент) варианты для нижнего подогрева и возможные за и против.
И тогда(около года назад) казалось, что инертный низ это плохо, плохо и тяжело отстроить ПИД для керамики итд.
Решил построить НИЗ на готовых алюминиевых нагревателях
https://aliexpress.ru/item/32960542336.html
На тот момент это казалось хорошей идеей(1 пластина уже была)
Пластина 500W и греется до 260-270 градусов с более менее нормальной равномерностью на каждой пластине.
По итогу, когда пришли оставшиеся 4 пластины, выяснилось что каждая пластина имеет разбег по максимальной температуре нагрева(одна пластина кое как до 230 нагревается).

Это ладно, это пол беды.
Пока панели лежали незакрепленные равномерность была хорошая. Однако после того как закрепил панели, крепеж забирал часть температуры по краям панели и передавал на корпус(нагревая корпус довольно сильно). Придумать как и чем главное изолировать крепление от корпуса пока не смог.

По итогу, что у меня получилось(фотки приложу).
Получился низ из 5 секций 300х300мм. Каждую панель покрасил термостойкой краской для мангалов.

Тонкие платы низ может греть со скоростью +- 0.3гр сек до 120гр. То есть работает нормально(меня устраивает)
А вот большие толстые и громоздкие платы греет долго(время не засекал точное) и у меня большие сомнения о равномерности нагрева платы.

По итогу - низу в общем и целом не хватает процентов 20%-30% мощности. И не хватает нормальной изоляции панелей от крепежа к корпусу.
И был бы нормальный вариант, а так наверно придется переделать низ полностью.

Немного лирики 2.

Спойлер

Сделав первый раз в жизни такое устройство и поработав им.
Я более менее начал понимать что нужно.
Моя станция хоть работу и выполняет, но мощности оказалось мало малой кровью это не решить.

Решил с 0 делать НИЗ.

Задача - сделать низ из алюминиевой пластины и добиться хорошей равномерности и приемлемой мощности.
Алюминий надо чем то греть. И желательно тем что стоит недорого и ремонтно пригодно.

В голове родилась идея сделать низ из галогеновых ламп. Хотя они тоже имеют недостатки.
Но прочитав большую часть прошлой темы. Кто как делал низ и галогена.

Подумал, что если - пластину греть:

1. лампами с избытком мощности
2. добавить доп термопару для контроля температуры пластины
3. с точки зрения ПО(прошивки) рассматривать именно алюминиевую пластину как нагреватель, а не лампы.

То есть, мы добавляем пластину из алюминия над лампами, что бы как раз добавить инертности, и избавить систему от резких скачков как описывал ув Gor. а недостатки пытаемся побороть программно.

фух.

 

Я думаю, лучше было бы использовать конструкцию, при которой пластины ложились бы сверху на опоры.
Как вариант рамка из уголка с небольшими опорами в области отверстий, с минимальной площадью соприкосновения.
И сверху торчать ничего не будет и теплопотери уменьшаться.

 

Тепло передается через 4 точки винтов диаметром 3мм нержавейка, плюс дальше установлены дистанционные втулки из фторопласта в которые закручены винты снизу корпуса подогрева, т.е. через металл крепления на корпус тепло не передается, учитывая температурное расширение пластины, нижние винты проходят через отверстия гораздо большего размера и не притягивают фторопластовые втулки жестко к корпусу, пластина имеет большой люфт относительно корпуса. Во время испытаний низ не нагревался вообще, а вот с экраном просчет надо было делать выше что бы меньше передавалось верхней крышке.
Фото крепления в корпусе и экран снизу пластины.
https://disk.yandex.ru/a/FRxHdjhn_aNN3w

 

Добрый день! Есть успехи?

 

Вы не правы, чем менее инерционный нагреватель, тем легче им управлять, тем точнее удается поддержать заданную температуру.

Такого быть не должно, ни при каких условиях, вы не смогли настроить ПИД должным образом.

Попробуйте, очень сильно удивитесь.

А как же конденсаторы, которым 120-130 градусов совсем не по душе?

Не связан равномерный разогрев и тепловые удары со временем нагрева напрямую. При правильном(согласно профилю, а соответственно физическим свойствам нагреваемого объекта) нагреве никаких ударов и деформаций не будет. Не нужно излишне затягивать профиль нагрева низом.

И с чего бы программе так считать? У нас не демократия, унас диктатура. Если задано 120, значит 120, и никаких 128, 135 или даже 122. Если происходит перелёт и при этом ПИД выдает на выход сигнал на нагрев, это значит инвалидный ПИД или коэффициенты экстремальные, от которых ПИД сходит с ума.
Ну а в остальном у вас очень неплохо всё получилось.