Ик паяльная станция на arduino. общие вопросы.

Тема в разделе "Глядите, что я сделал", создана пользователем Yojiq, 2 июн 2018.

  1. SOLOway

    SOLOway Гуру

    На стенде проведена серия тестов по вычислению зависимости температуры стабилизации на поверхности ТЭНов при подаче фиксированных значений мощности. Условия тестов, а также результаты для каждого теста из серии, приведены в архиве.
    @geleos27 построил итоговую картину, почти линейное изменение получилось, но важно учесть, что это только до 20% мощности проверено, т.е. 1/5 диапазона. Мы, для попадания в профиль, специально делаем профиль нелинейным с помощью этапа преднагрев НИ фикс. мощностью (есть в ветке v1.3.x) и далее через ПИД. Тесты показали, что 20% способны разогреть плату, в месте пайки, на датчике у чипа, до 195°С, но! Сколько времени на это ушло!? Вот и делаем мы форсаж вначале, где нужно выиграть время, а затем с помощью ПИД пытаемся попасть в график :) .
    photo_2022-05-08_22-09-19.jpg
     

    Вложения:

    Последнее редактирование: 9 май 2022
  2. Vladimir71

    Vladimir71 Нерд

    Всем здравия. Решил поделиться результатом конструкции станции. Получил сегодня вот такой шлейф.
    В результате получился вот такая конструкция.
    Пришлось только уголок разъема вырезать, видно на втором фото. Может кому будет интересно. Если использовать кнопку сброса на экране, то нужно дополнительно два провода использовать.
     

    Вложения:

    • IMG_4866.JPG
      IMG_4866.JPG
      Размер файла:
      1,1 МБ
      Просмотров:
      167
    • IMG_4865.JPG
      IMG_4865.JPG
      Размер файла:
      1,2 МБ
      Просмотров:
      173
    • IMG_4864.JPG
      IMG_4864.JPG
      Размер файла:
      1,4 МБ
      Просмотров:
      155
    SOLOway нравится это.
  3. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Провёл тестирование очередной версии скетча ветки v1.3.x в режиме пайка по профилю. Профиль, конечно импровизированный, ВИ не настраивался почти, однако визуализация тестов будет полезна для развития контроллеров и устранения замеченных недочётов.
    Параметры тестов сведены в таблицу.
    1.
    1.jpg
    2.
    2.jpg
    3.
    3.jpg
    4.
    4.jpg
    5.
    5.jpg
    параметры:
    параметры.jpg
     
    Vladimir71 нравится это.
  4. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Попытался использовать в ветке v1.3.x рампу для НИ так, как это реализовано у @SNMar4enko в редакции @Dmitrysh -
    Но, что-то недоглядел, и по итогам первых тестов получил явное кратное превышение рампы над заданным значением для неё в меню.
    Прошу подсказок, как исправить.
     

    Вложения:

  5. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Ещё одна неудача пока с введением в ветку v1.3.x рампы НИ по версии от @Dmitrysh. Здесь меню изменено соответствующим образом, можно в меню задавать длительность "полочки" на уставке НИ, есть возможность добавить температуру НИ "горячими клавишами", после выхода его на уставку, Столкнулся с тем, что при заданной уставке НИ в 300°С, контроллер ведёт нагрев до ~225°С и резко отключает нагрев НИ, хотя ещё продолжает находиться в режиме пайки ... Наверчено, конечно :) . В начале скетча немного пояснений есть. Так же прошу подсказок.
     

    Вложения:

  6. SOLOway

    SOLOway Гуру

    В наших проектах пока не используются OLED-дисплеи. Для тех, кто всё же интересуется интеграцией таких дисплеев, предлагаю посмотреть видео с прототипом меню.

     
  7. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Собственно, откуда появилась у меня мысль ввести рампу для НИ в ветку v1.3.x?
    Результаты тестов моей стендовой сборки станции с керамическими ТЭНами в НИ, показали, что классический ПИД (таки действительно! :) ) сначала жарит на максимальной мощности (точнее - ограниченном максимуме, заданном в меню) на П-составляющей, и лишь при приближении к заданной температуре уставки (удержания), в дело вступают составляющие И и Д.
    Это на керамических излучателях проявляется в виде существенного перебега температуры под центром платы, относительно заданной в меню. По мере приближения к уставке, под центром платы температура не спеша снижается. Однако, при расположенном НА ПЛАТЕ СКРАЮ датчике НИ, разница температур между нижней и верхней плоскостью платы оказывается недопустимо большой, в момент достижения уставки по данным датчика НИ, в центре на плате иногда переваливало за температуру плавления бессинцовых припоев...
    Выход тут видится один - снижать и постоянно мониторить скорость роста температуры НИ - т.е. введение рампы для НИ.
    Если посмотреть на конструкции промышленных станций, старых моделей и дешевого сегмента китайских производителей, то там часто, при достаточно слабых НИ, платы фиксируют очень высоко над ними, и иногда ещё и стеклокерамику ставят между ТЭНами и платой. Можно предположить, что таким способом производители стараются отсечь конвекцию в попытке использовать максимально ИК-составляющую излучения.
    Теоретически, это может работать - сам видел цех, в котором нет общего отопления из-за мощной вентиляции, но сотрудники-операторы работают в белых халатах и не мерзнут зимой, т.к. за спиной каждого оператора, на расстоянии в пару метров установлена стойка с кварцевым обогревателем. Такой обогреватель не греет воздух - я свободно ходил между ним и креслом оператора и тепло чувствовалось только при попадании света от обогревателя на открытые участки тела.
    Почему же я обратил внимание именно на рампу? Физика утверждает, что
    Иными словами, при увеличении расстояния от излучателя в 2 раза, интенсивность излучения уменьшится в 4 раза.
    Что-то внутри меня выступает против использования электроплитки на 2,6 кВт для нагрева стакана с водой на расстоянии в 10 см от этой плитки...
    Тут озадачиваешься поиском более энергоэффективных решений и материалов!
    Предлагаю порассуждать на эту тему.
     
    Hobby Electronics и DozerSE нравится это.
  8. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Напомню снова о реализации станции на основе arduino UNO/NANO и дисплея LCD 2004 (без i2c), которую создал, в том числе и после моих приглашений его в наши темы, автор сайта и ютуб-канала RadioTexnik.
    Версия 2.1 получила новые возможности и меню можно теперь выбрать дефайном для 4-строчного, или же для 2-строчного дисплея.
    Возможно, кому-то его идеи помогут определиться в возникающих по мере постройки собственной станции вопросах.
    Если у вас есть материалы, или ссылки, по теме управления ИК станцией с помощью доступных микроконтроллеров AVR, не важно, русскоязычные это ресурсы, или нет, прошу всех постить их в этой теме, польза будет для всего сообщества, к тому же, собрание материалов в одном месте сильно экономит время потенциальных станциестроителей и участников нашего форума!
     
    Последнее редактирование: 21 окт 2022
  9. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Участники наверняка помнят статью hominidae "Самодельная инфракрасная паяльная станция. Бюджетный ремонт ноутбука своими руками.".
    Именно на основе кода ПО на Delphi из этой статьи, @Dmitrysh написал программу irsp, которая не только строит графики температура/время, выводит текущие мощности в своем окне и сохраняет лог профиля по закрытии своего окна, но и позволяет управлять станцией с ПК при использовании с его версиями скетчей. У версии станции из статьи hominidae нашлось довольно много последователей, среди них, кстати, и известный видеоблогер Mafiya67.
    Недавно наткнулся на ещё одно видео с версией такой станции на канале Time To Repair [TTR]. Обратите внимание на используемый автором видео микроконтроллер. Также автор видео ссылается на идею реализации штатива для ВИ от не менее известного видеоблогера Виктора.
     
    Последнее редактирование: 24 ноя 2022
  10. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Про оборудование бесконтактной пайки длинноволновым тепловым излучением, используемое Виктором (VIK-on, VIK-off) распишу ещё несколько строчек. Думаю, упрекнуть Виктора в непрофессионализме, не так просто :) .
    В первой версии для управления ВИ использовалась связка "REX-C100 + симисторный китайский регулятор + китайский черный керамический квадрат 80*80 450W". Вторая версия уже освободилась от мозгов, обретя одежду и поводок.
    Ещё в 2014 году у меня была постоянно в работе подобная конфигурация станции, положившей начало моим экспериментам в этой области...
    Жаль, что SashaTX удалил видео о внутреннем мире его станции и не смог заново их опубликовать, там отличие лишь в использовании линейных галогенок под стеклокерамикой и капсульных галогенок в верхнем излучателе, также под стеклокерамикой. Контроль за температурой у чипа производился визуально-ручным способом при помощи китайского цифрового термометра с выносной термопарой K-Type, либо с помощью китайского мультиметра М838 в режиме измерения температуры.
    На данный момент моя старушка вновь обрела первозданный вид в силу разных обстоятельств. Управление четырьмя керамическими 240*60 650W черными нагревателями, коммутируемыми посредством клавишных переключателей по схеме "0, 2 центр., дальний + 2 центр., ближний + 2 центр., дальний + 2 центр. + ближний", производит REX-C700. Термопара свободно перемещается в нужную область станции. Верхний излучатель из кварцевых трубок управляется симисторным регулятором, расположенным на одной плате с самодельным аналогом твердотельного реле. Ручка потенциометра регулятора выведена на переднюю панель станции, там же находятся переключатели секций НИ, панель управления REX-C700 и провод термодатчика. Схему и рисунок печатной платы силового модуля прилагаю, в качестве охладителя был использован радиатор со штатным кулером для процессоров AMD на сокете АМ2, впоследствии вентилятор, и схема управления его оборотами в зависимости от температуры, был убран за ненадобностью, схема регулятора прилагается, термистор взят из мертвого компьютерного бп.
     

    Вложения:

    Последнее редактирование: 24 ноя 2022
  11. SOLOway

    SOLOway Гуру

    REX-C700 имеет на борту две настраиваемые функции тревоги, с выходом на электромагнитные реле. Это позволило, на очередном этапе, модифицировать управление верхним излучателем, как это предложил участник тем про самодельные станции на rom.by и monitor.espec.ws, с ником @Krievs. По его же предложению была реализована пауза для НИ - в момент, когда срабатывает первая тревога в REX-C700, включается реле времени с регулируемой выдержкой до 60 секунд, которое разрывает цепь между основным управляющим выходом REX-C700 и его каналом силовой платы. Такая пауза благотворно сказывается на характеристике разогрева платы, т.к. инерционные керамические нагреватели при управлении ПИД по классике, т.е. "нагреть любой ценой и держать", в начале роста температуры получают слишком большой импульс, тормозить который нечем. Одновременно с паузой включается первая ступень разогрева ВИ - разогрева малой мощностью. Немного подробнее об алгоритме работы можно посмотреть в файле.
    В таком виде станция была настроена, некоторое время эксплуатировалась, а затем я её продал парням ремонтникам. Блок-схема усовершенствованного варианта станции представлена на фото. Спустя несколько лет они мне эту станцию, со своими переделками, подарили, закрыв мастерскую, а я её разобрал и долгое время не использовал, лишь недавно она стала испытательным стендом для веток v1.3.x и v1.4.

    P.S.: У меня, почему-то, файл "фрагмент.pdf" скачивается всегда без расширения ".pdf". То же самое происходит, если этот файл я прикрепляю в zip-архиве. Проблема решается самостоятельным добавлением расширения ".pdf" к скачанному файлу.
     

    Вложения:

    Последнее редактирование: 10 дек 2022
  12. SOLOway

    SOLOway Гуру

    Фото станции и держателя плат в теперешнем виде. Ручку регулятора кошки заиграли, ищем её теперь вместе :)
     

    Вложения:

    Последнее редактирование: 24 ноя 2022
  13. lektor

    lektor Нерд

    Здравствуйте, в свое время при сборке не удосужился проверить на равномерность нагрева верхний нагреватель, отсюда неудовлетворительные результаты(то жарит то нет), зависящие от того с какой стороны поставишь термопару, кроме этого еще и не соответствие мощности написанной на излучателе, реально больше на 90w, чем написано. Для информации, скетч 10.2 @Watashi ,низ на галогенах 1500w 8шт, всего 2 группы, лампы соединены по 4 шт. последовательно. Потребляемая мощность при подключении низа напрямую в 220v 1400w. При нагреве в работе низа мощность примерно 1000W. Кто ищет из чего сделать отражатели, я вытащил из старых квадратных потолочных светильников под люминесцентные лампы в подвесной потолок. Там идет тонкий полированный алюминий.
    https://disk.yandex.ru/i/6somnXgqoloMHw
    https://disk.yandex.ru/i/uZILChEJHudASg
     
    SOLOway нравится это.
  14. ESP32IsMyLife

    ESP32IsMyLife Нерд

    Здравствуйте всем, решил сделать ИК станция через ESP32, чтобы сэкономить на дисплее и прочих компонентах, да и он намного дешевле Arduino, но также я хотел управлять станцией дистанционно: через сайт или приложение. Написал программу, но она криво работает. Кто делал на ESP32, можете поделиться исходным кодом пожалуйста. Заранее спасибо.
    Вот так выглядит моя станция. Дизайн ее оставлять желать лучшего:
    photo_2022-12-30_21-10-37.jpg
     
    Последнее редактирование модератором: 7 янв 2023
    SOLOway нравится это.
  15. SOLOway

    SOLOway Гуру

    @ESP32IsMyLife Приветствую! Отличная идея! В данный момент экспериментами с ESP занимается уважаемый @Watashi .
    Одним из векторов экспериментов может стать и перенос его имеющегося проекта на платформу ESP32 и, если управление с тремя датчиками его всё же заинтересует, то попытка создать новый проект по мотивам @geleos27 . Напомню, у @geleos27 проект, на момент создания, был вполне успешной попыткой сотворить систему управления, схожую с оной у известной и популярной станции Российского производства, контроллер не был оснащён дисплеем и управление полностью было задумано с ПК (для начала). На ютуб-канале @Watashi вы могли видеть, что он использовал собственное приложение для android-смартфона. Также приложение для android-смартфона написал и @JagerLipton . Так что задел есть!
     
  16. Приветствую всех. Если не против местные старожилы, поделюсь своим опытом и заметками, хотя всё это уже обсуждали скорее всего, но я с картинками покажу. Я собрал ИК станцию, правда не ардуино, а на базе готового контроллера, две термопары НИ и ВИ на плату. В качестве НИ керамика - (245х60мм) ECP 5 х 600Вт с возможностью отключать любого из нагревателей, ВИ - кварц (70х70мм) 480Вт.
    000.jpg
    В ходе тестов выяснил, что всё ещё сложнее, чем я предполагал. Было замечено, что НИ нагревает плату не равномерно. Понимаю, что в центре будет всегда горячее, но я про то, что разные температуры с краёв и разные температуры в центре платы в плане “зеркальности”.
    Провел небольшой эксперимент с увеличением расстояния от НИ до платы (с 20мм до 32мм), при этом составил карту температур, задействовано 4 нагревателя.
    тест_1.jpg
    Температура стала немного ровнее с увеличением расстояния до 32мм, но все равно в плане “зеркальности” есть расхождения даже на небом отрезке(35х35мм), при этом мощность НИ конечно же пришлось повысить для поддержания той же температуры на плате. Обратите внимание на углы чипа, верхний правый угол - температура задрана относительно других углов, а это уже негативно скажется при пайке -Pb, при этом на других платах с другим расположением чипа на плате, картина может быть гораздо хуже.
    Я провел следующий эксперимент, и установил туже плату на 180°, как видно разбег температур по углам чипа уже 8°.
    тест_2.jpg
    Я провел следующий эксперимент, но вместо платы взял миканитовую пластину, задействовано так же 4 нагревательных секции.
    тест_3.jpg
    Здесь более ясно видно, что правая часть греет сильнее относительно левой, а левый угол и вовсе сильно проседает.
    В следующем эксперименте я задействовал 3 нагревательных секции и туже миканитовую пластинку, при этом дополнительно замерил температуру нагревателей.
    тест_4.jpg
    Вино всё так же неравномерный нагрев пластины, а также видно, что левый нагреватель хоть и горячее крайнего правого, но греет пластину хуже. Этот эффект заметно, даже если провести ладонью перед нагревателями, левый излучает тепла меньше, а по прибору греется сильнее. Помимо этого на центральный нагреватель оказывают влияние боковые нагреватели, от этот он греется сильнее других, т.е. никакой равномерности нагрева в такой конструкции быть не может. Ещё заметил эффект, если при старте один из нагревателей окажется горячее или холоднее остальных, то выравнивание по температуре с остальными займет какое то время, поэтому стартовать лучше с остывшими до комнатной температуры нагревателями.
    Из этих экспериментов можно сделать некоторые выводы. Чтобы использовать керамику в виде отдельных секций для НИ, нужны отборные по равномерности нагрева излучатели, при этом нужно высчитывать расстояние, возможно разные расстояния от нагревателей, так чтобы нагреватели не оказывали температурного влияния друг на друга при установленной плате. Или же применить отборные по неравномерности нагрева излучатели, чтобы центр грел меньше боковых в виде плавного градиента. Также можно использовать балансир температур (это уже мои фантазии) - контроллер который будет балансировать температуру на каждом нагревателе. Или вариант попроще каждый нагреватель ограничить по мощности с помощью диммеров, так чтобы плата грелась равномерно, а контроллер будет управлять уже всей этой сборкой отслеживая температуру платы или одного из нагревателей. В общем получается, что всё сложно с керамикой.
    000.jpg тест_1.jpg тест_2.jpg тест_3.jpg тест_4.jpg
     
    Последнее редактирование: 9 янв 2023
    Vladimir71, SOLOway и Watashi нравится это.
  17. Я тут всё думал на тему неравномерности нагрева НИ. Пришел к решению, ограничить нагрев для каждого нагревателя отдельно. Вот набросал блок-схему.
    блок схема НИ.JPG
    Опишу работу устройства. Термопара одна на два АЦП MAX6675, устанавливается в зоне пайки. Контроллер плавно греет плату до 120°С с помощью НИ, примерно 1°С/с. Равномерность нагрева платы достигается ограничением температуры на каждом нагревателе с помощью блока термостатов, выполненном на м/с усилителя термопары K-типа (например AD8571). Этот верхний порог температур нагревателей НИ нужно выставить так, чтобы плата грелась равномерно, т.е. центральные нагреватели должны быть чуть холоднее, чем крайние, а как излагал выше, без блока термостатов происходит всё наоборот. И даже если выставить одинаковую температуру на всех нагревателях НИ, равномерность нагрева платы будет гораздо лучше, чем без блока термостатов (это пока в теории). К примеру, блок термостатов ограничивает температуру нагревателей НИ до 300°С. Когда температура платы достигнет 120°С, это примерно через 5 минут, НИ уже должен равномерно прогреться до 300°С. Далее контроллер включает ВИ и нагревает зону пайки по термопрофилю, а на НИ подаётся постоянная мощность(ограниченная в настройках контроллера), но при этом блок термостатов всё так же поддерживает температуру нагревателей НИ до 300°С. При достижении в зоне пайки температуры 220°С, контроллер удерживает температуру заданное в настройках время (15с), снижая мощность, либо отключая нагреватели верха и низа...
    Если это не будет работать, то только алюм.плита поможет, но переделывать всё нет возможности и желания. Что вы думаете по выше изложенному?
    блок схема НИ.JPG
     
  18. Vladimir71

    Vladimir71 Нерд

    В теории всё красиво, но на практике всё не так хорошо будет. Не совсем понятна работа термостата. Если выставлять на максимум, то до максимума все нагреватели будут греться по разному и при номинальной температуре термостаты не будут работать. Получается, что на термостате нужно выставлять номинальную температуру для нужного нагрева платы, тогда они будут стабилизировать. Но тогда получается при смене профиля и при разной температуре НИ нужно будет выставлять термостаты на новый придел. Можно подробнее о работе термостатов? Как будет выставляться граница работы термостатов?
     
  19. SOLOway

    SOLOway Гуру

    У Андрея Железнякова интересный фазовый регулятор есть.
    Вот два видео его: Первое и Второе.
    Андрей не поделился программой для ПК, но скетч на Github доступен по ссылке под вторым видео.

    Вообще же, для компенсации локального перегрева под центром платы можно использовать такое расположение нагревательных элементов, при котором под центром платы их не будет, например, что-то подобное реализовано в некоторых промышленных станциях (Scotle HR 460C, Jovy Systems Jetronix-Eco, ACHI IR12000). А можно вообще, вот так, как arturSS Polevoy поступить :).
     
  20. Vladimir71

    Vladimir71 Нерд

    Что касается данного проекта, то здесь используется 5 каналов управления, у нас в проектах на НИ идет один выход (канал), При 5-ти канальном управлении можно добиться более равномерного нагрева, но тогда нужно и датчики, IMHO, на каждый канал ставить. В целом задумка интересная, особенно если бы программу написать

    Ну, как бы, это тоже не гарантирует равномерность нагрева. Если смотреть поперёк нагревателей, то центр они раздвинули, и как бы должно быть всё хорошо, но если посмотреть вдоль нагревателей, то края платы в пустом месте не так греются, как над нагревателем.
    11.jpg
    Думаю, меня поняли. Может я чего-то не понял, к сожалению, смотрел без звука, но, вангую, в этом случае поможет только вентилятор с низу.
    Ни в коем случае не хочу никого переубеждать и навязывать свое мнение, но мне кажется всё это лишнее.
     
    Последнее редактирование модератором: 28 янв 2023 в 00:02