Точный регулятор температуры паяльника.

[73!]

Реально самому сделать антистатический паяльник с точной температурой?
Чем отличается паяльники антистатические от обычных?

[Leff]

Нууу..., во-первых на керамический нагреватель жала паяльника должен быть надет заземленный колпачек из тонкой нержавейки. А уж потом только само жало паяльника.
И еще както особым образом цепь заземления делается. Фирменные паяльники не приходилось разбирать. Китайским я бы не верил, даже если пишут "антистатические", "цифровое", гарантий никаких нет. У меня в самом "цифровом" - цифровой только индикатор. А все цепи обычные аналоговые. Т.е. цифровой индикатор измеряет аналоговое напряжение в цепи регулирования и высвечивает его в цифровом виде. А так обычный аналоговый паяльник. :)
Точность температуры паяльника зависит от многих факторов - в том числе от алгоритма pid регулятора. Датчик должен располагаться не в нагревателе, как это обычно бывает у китайских конструкций, а в самом кончике жала. Теоретически можно "доработать" обычное жало и углубить термопару ближе к концу жала, но тогда жало нельзя будет менять. Но практика показывает, что менять жало не удобно. Проще иметь два-три паяльника. Я как то раз заменял в горячем паяльнике жало - треснул нагреватель, когда гайку крепления закручивал.
Можно попробовать "народный проект" цифрового регулятора для паяльника - "замутить". Сделать его антистатическим и т.д.

[Friendly]

Реально самому сделать антистатический паяльник с точной температурой?
Чем отличается паяльники антистатические от обычных?

Точная температура это сколько?

[73!]

С учетом всех отклонений не хуже 0.5 градуса.
Самое важное чтобы быстродействие было большим. Для этого ПИД регулятор нужен эффективный.

[Leff]

0.5 для паяльника слишком точно. Хватит и одного градуса точности.

[Friendly]

С учетом всех отклонений не хуже 0.5 градуса.
Самое важное чтобы быстродействие было большим. Для этого ПИД регулятор нужен эффективный.

Там нужна не абсолютная точность температуры, а скорее ее стабильность.Т.е. сколько фактически температура не важно - важно чтобы она точно поддерживалась при быстром изменении теплоотвода. Диапазон мощности должен быть большой, а инерционность маленькая. Без ПИД регулятора хороший паяльник не сделать - ПИД регулятор может прогнозировать ситуацию, т.е. он учитывает время прогрева паяльника.
Где то попадались ссылки, продавали недорогие китайские паяльники по 300 рублей. В них нет термопары, стоит просто ШИМ с управлением от переменного резистора, но корпус используют такой как и в дорогих моделях. В такой паяльник вставить мощный нагреватель с термопарой, а в корпус блока питания вставить самопальный контроллер температуры на МК. И будет нам щастье.
:)

[Ironic]

Все уже придумано.
Вложенный файл - даташит описание паяльной станции:

121

[Leff]

Оно конечно придумано уже ВСЁ :)
Но я выскажу пару замечаний.
На схеме указана общая земля для силовой части (читай, 2А х 30В = 60 Вт, в довесок ШИМ с крутыми фронтами), и для датчика (термопара, у которого выходное напряжение пару десятков миливольт).
Шум от ШИМ перекроет с потрохами сигнал от датчика. Потом, непонятно, зачем питают усилитель сигнала термопары напряжением 18 Вольт? Там бы и 5 вольт хватило. И схему этого усилителя не очень правильно нарисовали - инструментальный усилитель там был бы в тему.
Цветной, но мелкий экран от мобильного телефона тоже как то не в тему.
Три цифры семисегментного индикатора вполне достаточно. А если настраивать коэффициенты ПИД регулятора, то удобнее подключиться к СОМ порту компьютера и с помошью небольшой интерфейсной программы все это настроить. В принципе, это только один раз нужно сделать, а потом вряд ли когда еще понадобится.
Настраивать температуру переменным резистором - не уверен, что это правильно.
Может быть две кнопки (больше-меньше) удобнее сделать?

[Friendly]

Цветной, но мелкий экран от мобильного телефона тоже как то не в тему.

Цветной дисплей пусть будет. А в место резистора можно прикрутить энкодер недорогой. Например, аналогичный этому http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=708564372&group=32405.

[Ironic]

С кнопками тож можно сделать чтобы удобно было.

[Friendly]

Против кнопок не возражаю.
Можно все устройство разделить на две платы. Если смотреть на эту схему, то нижняя часть силовая, а верхняя индикация и датчик. Силовую часть можно использовать готовую от простых китайских паяльников, там обычно стоит уже тиристор BT136. Как тут уже говорили, купил примитивный дешевый паяльник и затем модернизировал его. Так?
Силовую часть народ может самостоятельно делать (большинство). С датчиком, дисплеем и микроконтроллером не все умеют делать.
На верхнюю (по схеме) плату будет подаваться питание с силовой части, сигнал перехода нуля фазы, и сигнал на оптрон (тиристор).
На той же плате будет еще разьем подключения дисплея от мобилы и разьем для подключения датчика (термопары).
:cool:

[Leff]

В той статье сложно выглядит схема определения момента перехода фазы через ноль.
По ссылке это проще сделано. http://www.onlinedisk.ru/file/887690/

[Leff]

Можно все устройство разделить на две платы.
Если я правильно понимаю, дальше будет предложение использовать плату от проекта "MICRO_CONTROL", про которую писали в теме "8052"? :)
Так то я планировал использовать S8051F320. :)
С другой стороны, в ADuC848 уже есть предварительный усилитель для термопары, кроме всего прочего есть цифровой фильтр от сетевых помех 50 Гц. Это тоже многого стоит. В плате силовой части нужны только 16 отверстий с шагом 2.54 мм ?
В принципе это тоже вариант.
Дисплей, если от сотового применить с интерфейсом SPI, тогда выводов контроллера MICRO CONTROL хватит на все.

[Friendly]

Я не настаиваю на ADuC848. :)
Пусть будет S8051F320 или 321. В качестве дисплея тоже можно не дисплей от сотового, а обычные семисегментные индикаторы - дешевле и проще в приобретении. И соответственно не энкодер ставить, а три кнопки. Невысокая цена и недефицитность комплектующих важнее, если хотите чтобы люди повторяли конструкцию. Проблема будет только с программированием S8051F320. Программатор будет нужно покупать. А для ADuC848 программатор не нужно покупать, только преобразователь уровней, его легко самому сделать. Но у ADuC848 слабые по току порты, без внешних ключей светодиодные индикаторы не применить. Что лучше покупать? Прогамматор или десяток транзисторов?

[Leff]

Ну да, программатор (USB Debug Adapter In-System Debugger Programmer Emulator for C8051F EC3 JTAG/C2) стоит 42 доллара, сама микросхема в среднем 5 долларов.
Микросхема ADUC848, 8 Кб памяти, конечно дешевле, около 15 долларов, но купить тоже не просто. Если покупать только один чип ADUC, то выгоднее ADUC, а если 5 штук, то уже выгоднее SiLabs. :)
Для радиолюбительских применений лучше использовать SiLabs, у них порты ввода-вывода мощнее.
Программатор, если сделать недорогой, то проблема будет решена? :)

[Friendly]

Да. Программатор нужен недорогой.

[Leff]

В интернете много недорогих программаторов для SiLabs. Можно сказать что они почти ничего не стоят, можно из хлама собрать.
Ссылка - http://www.silabs.org.ua/sp_ru.htm#6N137

Возможно что этот программатор будет работать и от адаптера USB-LPT.
Ссылка http://www.nix.ru/autocatalog/adapters_switches/STLab_U370_LPT25F_USB_AM_112622.html

[Ironic]

Все уже придумано.
http://www.ebay.com/itm/Soldering-Station-Digital-DC-Controller-for-HAKKO-936-Compatible-907-Iron-Handle-/130620434360?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item1e6995a7b8:)

[Leff]

Да, уж...
Если только сделать дешевле? :)

[Friendly]

На ADUC848 дешевле не будет. Короче, продолжаем рассматривать вариант с C8051F320. :)
На SiLabs, если делать со светодиодными индикаторами и кнопками управления, то возможно получится сделать очень недорого.
Но, руками хорошо не сделать печатную плату для C8051F320. А вот силовую часть схемы без проблем, даже начинающим радиолюбителям.
Индикаторы тоже могут быть у всех разные.
Логично сделать три платы:
1. Плата управления - 3 семисегментных индикатора и 3 кнопки управления.
2. Плата МК. На плате практически только один чип C8051F320.
3. Плата источников питания и симисторного регулятора.

Трассировку плат сделать так, чтобы ее можно сделать вручную и лазерно-утюжно.
Платы можно нарисовать таким образом, что бы это могла быть одна плата, а если распилить их, то получилось бы три. :)
Ну где то так...

PS Еще предусмотреть вариант подключения дисплея от мобильника, т.е. чтобы было или семисегментный или цветной графический, на выбор. Плату управления тоже чтобы можно разделить на две - индикацию и кнопок.

[Leff]

Не дурно бы сделать печатную плату одностороннюю.
Приходилось встречать плату от японского лазерного принтера одностороннюю, даже не на текстолите а на прессованой бумаге или что то типа этого. Пересечения проводников делались с помощью резисторов (перемычки) с обозначением 0 на корпусе. :) Шаг выводов микросхем там был очень мелкий, оригинальная плата.
Я могу вырисовать принципиальную схему.
Friendly нарисует плату? :)

[Friendly]

нарисует. :p

[Friendly]

Сегодня пользовался энкодером. "Чертовски приятная штука..." (Ленин).
Энкодер повсякому лучше кнопок. Однозначно.

[Leff]

Схему паяльной станции с энкодером рисуем?

[Friendly]

В лавке радиодеталей "Модуль" продают разные энкодеры. Бывают совмещенные с кнопкой. С кнопкой особенно полезно для паяльной станции. С помощью этой кнопки легко реализуется переключатель для перехода в спящий режим, с температурой 150-200 градусов. У них там еще есть симпатичные ручки для этих энкодеров. Потом выложу фото.
Паяльник с датчиком движения м.б., когда паяльником не пользуются то он автоматически переходит в спящий режим. На печатной плате должен быть джампер, паяльник с датчиком или нет.
Лицевая панель устройства будет содержать следующие детали:
1. Индикатор светодиодный семисегментный на 3 цифры. Индикация температуры с шагом 1 градус.
2. Энкодер совмещенный с кнопкой включения\выключения спящего режима.
3. Выключатель сетевого напряжения.
4. Светодиод "power" красного цвета.

Желательно чтобы схема питалась от одного источника напряжения +5 вольт.
Возможно правильно будет применить ключевой стабилизатор, т.к. входное напряжение будет после выпрямителя около 60 вольт.
Нужно поискать очень недорогую микросхему ключевого стабилизатора +5V для тока 0.2 А.

[Leff]

С энкодером понятно.
В Платане lm2576 серия 5 Вольт, по 32 рубля, если десяток брать (LM2576T-5.0G/NOPB TO220-5). Для нее дроссель нужен 100 мкГн и электролит до 1000 мкф (для большого тока, для меньшего 200 мкф достаточно), диод ключевой (Шоттки). Простая и надежная микросхема. 32 рубля - не дорого, так то...

Еще нужен симистор - BT137-600E, TO220, 33 руб.
И оптосимистор - MOC3023, PDIP6, 22 руб.
Годится?
Микроконтроллер С8051F320 - на eBay около 5 долларов с доставкой.
Усилитель датчика (термопары) сдвоенный операционник - подберу позже.

PS разьем для подключения паяльника 7 контактов по ключевым словам на eBay - XLR 7 Pins Audio Cable Connector 16mm Chassis Mount

PPS индикатор по ключевым словам на eBay - 0.36" 7-Segment Red LED Display 3 Digit Common Anode

[Friendly]

Для усилителя термопары обычно ставят операционник op07. Для "плавающей земли" можно поставить lm358. Эти не дорогие ОУ.

[73!]

Сколько еще ждать демопроект паяльной станции? А? :) :) :)

[Friendly]

Комплектацию заказали, пока не приеедет плату рисовать нельзя.
Потом плату будут заказывать, затем ее спаять и настроить, программу написать и отладить.
К новому году сделаем. (шутка) :)

[Friendly]

Комплектующие приехали. :) Начал платку рисовать.

Cтатьи про механические энкодеры, если кому интересно.
http://www.mirmk.net/content/view/84/29/
http://chipenable.ru/index.php/how-connection/9-encoder-avr

PS
В китайских станциях калибровка температуры выполнена на подстроечных резисторах.
Но тут можно сделать программную калибровку.
Всего то нужно вставить разьем 4 пин для подключения преобразователя уровней СОМ порта в TTL - такой как для программирования ADUC используется.
Это также имеет смысл сделать для подстройки коэффициентов ПИД регулятора - вместо того чтобы лепить кучу кнопок управления и графический дисплей для индикации.
Программку для IBM PC, которая будет загружать коэф. в станцию, попросим когонибудь "нарисовать". Или готовую подобрать можно - для тестирования CОМпорта попадались несколько.
Короче, предлагаю загружать всякие разные калибровочные коэффициенты с компа. :)
Можно приспособить разьем от композитного видео или типа PS/2 - поставить его сзади на корпусе.

[Leff]

Пусть будет с компа.
На сайте rfcd.ru в закладке проекты, lcs-017, в статье описание программатора aduc.
Дело не хитрое его самому сделать.
А если применить микросхему cp2102, то можно подключать сразу по usb.
А то для lcs-017 нужен СОМ порт - в новых компах их уже нет.
Подойдет также "шнурок" от старых телефонов. У меня где то лежит такой для старой мобилы сименс.
Вариантов много. Жить будет...

[Friendly]

Если подключать через USB то в этом случае питание +5В не нужно. Можно использовать для подключения стерео аудио разьем типа Jack 3.5 мм - т.к. нужно всего 3 провода.

[Leff]

Подстройка и калибровка температуры пусть будет на резисторах и программно. Резистор можно и не ставить при необходимости. Или поставить, а откалибровать программно.

[Friendly]

"Пусть будет" (С). :rolleyes:

PS Как утверждает Платон, Александр Македонский написал письмо в Спарту, с требованием, что бы они признали его Богом. те посовещались и вынесли лаконичный вердикт - "Александр хочет быть Богом. Пусть будет".
;)

[Leff]

Если говорить про Спарту, то Платон, христианский поп, сфабриковавал подделку исторического документа, основное назначение которого "застолбить" рабовладельческий принцип устройства общества "Древней Греции". Хотя мы знаем, что там были - граждане, вече и т.д. Нам постоянно говорят, что все общества дохристианские были рабовладельческие. Имхо - вранье. Рабовладелец и воин вещи не совместимые. Рабовладельцы - извращенцы и моральные уроды. А воин человек готовый к личному самопожертвованию. Это качество полностью отсутствующее у рабовладельцев. Меня бесит, когда "официальные историки" утверждают, что спартанцы были рабовладельцы. И по этой причине они не могли сказать ЦАРЮ Александру - "Пусть будет". Ответ их был скорее всего типа - " А хуху не хохо...". ИМХО.
"Не верю" (С). :)

[Friendly]

У рабовладельцев тоже воины были.

[Leff]

Были, но только наемники. А в Спарте воины и граждане - общий смысл. Тот не гражданин кто не воин. Сначала женщинам дали гражданство и право голоса - хотя в армию их не стали призывать. Потом гражданство стали давать и тем кто не служил в армии. Потом в армию будут брать людей без гражданства и т.д. Сейчас вообще говорят, что наступило высотехнологичное время, нужны только "военные геймеры", чтобы управлять беспилотниками. Потом нужны будут только компьютеры. И т.д. Внушают нам мысль, что есть "хозяева жизни" (элита) и "простые люди" (быдло). Все чаще слышим эти слова по СМИ.
А мы ведь - "не простые люди"? Так ведь? :p
Мое мнение - не служил в армии - какое нафиг гражданство? И право голоса тоже - фиг. Так то, все уже давно придумано до нас...

[73!]

Мы уже все поняли про армию. А вот как у вас дела с паяльной станцией? ;)

[Leff]

Дело движется. Скоро выложу тут схемку. Потом Френдли обещал плату нарисовать. Не за горами уже...

[Friendly]

Торопиться не будем. Ок?

[Friendly]

Если что не понравится, пока еще можно поправить. :)

[Friendly]

Фрмат файла pcad.

[Leff]

Дождались...:)

[73!]

Привет!

Схема рабочая? Проверяли ее в действии?

[Friendly]

Нет. Не проверяли. Схема "сырая".
В принципе это и есть макетная плата.

[73!]

А когда будет готов рабочий вариант?

[Friendly]

Плату изготовят недели через 2. Затем нужно программу для микроконтроллера сочинить и отладить.
К Номому Году, так то планируем... :)

ЗЫ На схемке da2 - это ОУ op07c, про это писал раньше. Валкодер в магазине "Модуль" куплен.
Симистор bt137.

[Friendly]

Выдалось пару дней свободных. Можно программку пробовать отладить для паяльной станции. :)

Плата выглядит как на фото

119
120

[Friendly]

Первое изменение в схемке:

На схеме стоят биполярные транзисторы NPN - Q1 и Q2.
Вместо них любые полевые нужно поставить (по полярности подходящие).
У меня стоят N7002. Цоколевка выводов совпадает.
Валкодер и кнопка валкодера "фунциклят" исправно. :)
Влево крутишь сумма на индикаторе уменьшается, вправо прибавляется.
Нажатие кнопки будет переход в режим ожидания - т.е. пониженная температура (150 или 180 градусов).
Повторное нажатие переход в рабочее состояние.

Вот программка формирования семисегментного кода для вывода на индикатор.


//************************************************** *******************

unsigned char code data_7seg[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x9 0,0xBF,0x8F};

//************************************************** *******************

void MK_IND(unsigned int dt){
unsigned char p;
if(dt > 999) dt=999;
p=dt/100;
if(p==0) buf_ind[0]=0xFF;
else buf_ind[0]=data_7seg[p];
dt=dt-p*100;
p=dt/10;
buf_ind[1]=data_7seg[p];
p=dt-p*10;
buf_ind[2]=data_7seg[p];
}


В переменных массива buf_ind[0] значение сотни, buf_ind[1] - десятки, buf_ind[2] - единицы.
В массиве - data_7seg[] код для чисел от 0 до 9.
Например, вызов функции с параметрами - MK_IND(123), сформирует данные для вывода на индикатор в массиве buf_ind, другая служебная программа по прерыванию таймера (в нужные интервалы времени) выводит эти значения на индикатор - 123.
Если температура комнатная, (т.е. сотен градусов нет) старший разряд гасится.

[Friendly]

В паяльнике стоит датчик движения SW-18010P
http://www.ecvv.com/product/3705652.html
Автоматически переходит в спящий режим если долго не пользоваться.

[Leff]

Датчик движения в паяльнике, пмсм, бесполезная штука - лучше ее выкинуть.
Паяльник прогревается еще секунд 15-20, после того как температуру правильную индикатор показывать начинает. Это потому что датчик стоит далеко от места пайки. А если паяльник от датчика будет включаться, то придется брать паяльник в руки и в руках его держать секунд 30 пока прогреется. А это не есть гут.

Ps
Хотя, если включать кнопкой, а выключать и кнопкой и датчиком - тогда можно его оставить. :)

[Friendly]

Как оказалось это не датчик вибрации, а датчик положения - наклона, типа.
Похоже на то, что там колбочка с каплей ртути.
Не удобно его использовать для паяльника.
Он может лежать и быть включенным, а в вертикальном положении выключен. И наоборот.
Лишняя морока с ним будет.
Датчик положения выбрасываю вобщем.

PS
В схеме перепутаны полярности подключения ОУ DA2. Резисторы R16, R18 перекоммутировал (крест-накрест).
Усилитель напряжения сигнала термопары тоже заменил. В схеме ОУ питается отрицательным напряжением =1вольт, а положительное 5 вольт. У ОР07 перекосило выход, подставка 0.6 вольт на выходе. Потому как этот ОУ работает от 3 вольт минимум. Ставил ОУ AD820 - все в норме. Попробовал поставить AD623 еще лучше получается. Цоколевка совпадает в основном. Вместо подстроечного резистора подстройки смещения сунул постоянный резистор. Но пришлось проводком соединить вход REF с общим проводом - желательно поближе к аналоговому входу АЦП. В AD623 усиление чтобы было 100 раз нужно резистор Rg - немногим больше 1 ком. Пока поставил 1 ком без подстроечного резистора - возможно и не понадобится подстройка. Подаю с калибратора 20 мв - на выходе 2 вольта. Как в аптеке... :)
Компенсацию холодного спая термопары сделаю как в даташите на TMP17. И датчик температуры этот же. Ставлю два резистора по 82 ом - в сумме 41 ом. Единственно придется туда завести через резистор - 5 вольт питания. Но т.к. датчик движения выкинул, использую этот контакт для питания температурного датчика. Хотя и для датчика движения тоже питание нужно было - так что без разницы.

[Friendly]

Подключение датчика температуры tmp17 в паяльнике.
Резисторы - 2 х 82 Ом с обратной стороны платы.
При температуре 25 градусов ток датчика 25 мкА, падение на резисторе около 1 мВ, что составляет для термопары тип К тоже 25 градусов. Ну и так далее.

Термопара измеряет температуру спая относительно контактов подключения (к медным проводникам).
Например, при комнатной температуре, когда температура всех контактов термопары равна комнатной, термопара показывает ноль градусов.
Нужно прибавлять измеренную температуру контактов к измеренной температуре спая. :)


122

Всего в кабеле паяльника 6 проводов.
1,2 - нагреватель паяльника.
3,4,5 - термопара с питанием датчика температуры (+5в).
6 - экран жала паяльника.

[Friendly]

Обнаружилась ошибочка в схемке.
На вывод МК - Р0.7 прицеплен был светодиод. (лучше его приделать к свободному выводу Р0.0)
В режиме использования АЦП, при включенном внутреннем опорном напряжении - это оказывается выход vref 2.44 вольта.
Т.е. когда включен АЦП этот выход должен быть всегда свободен.
:)

Для термопары К, при коэфициенте усиления 100, на вход АЦП поступает сигнал 4.1288 мВ на один градус. Это где то цена деления АЦП получается 0.5 градуса на деление. В принципе так должно быть нормально.

[Friendly]

Фрагмент кода делающего измерения АЦП:

//************************************************** ****
data double X;
unsigned int im;
data union fs {unsigned char ts[2]; unsigned int uls;} gs;
//************************************************** ****

int iu;

while(1){
MK_IND(im);
X=0.0;
for(iu=0; iu<1000; iu++) {
AD0INT=0;
AD0BUSY=1;
while(!AD0INT);
gs.ts[0]=ADC0H;
gs.ts[1]=ADC0L;
X = X + (gs.uls * 2440.0) / (32768.0 * 4.1288); }
X = X/1000.0;
im = X; }


Вычисляется среднее от тысячи измерений и выводится на индикатор. В формуле 2440 - это напряжение опорного источника АЦП (в миливольтах). 4.1288 - это миливольт на градус (естественно для термопары тип К), т.е. результат получаем в градусах. 32768 - это размерность шкалы АЦП (при заданных настройках). Быстродействие индикатора около 0.1 сек при этом (обновление данных).

Есть небольшая проблемка - у МК нет флэш памяти данных.
В принципе можно писать во флэш программ, но немного рискованно - при сбое глюкнется вся программа. По логике, при включении должно загружаться какое то значение температуры, например, последнее рабочее. Или придется каждый раз при включении "накручивать" нужную температуру.
С другой стороны это не очень трудоемко - один раз температуру выставить, при включении питания, а потом кнопкой переход с спящий режим (180 С), если нужно. Можно сделать чтобы фиксированно включалось 300 градусов при включении, а потом немного подкрутить до нужной - и делов то.
Правильно было бы поставить небольшую микросхемку памяти (пару килобайт памяти), с интерфейсом I2C. Эти стоят копейки и бывают в небольшом корпусе SO8.

[Leff]

У этого типа валкодеров на один оборот вала 20 замыканий переключателя.
Один оборот вала в одну сторону 20 градусов температуры паяльника.
Обычно температура пайки в диапазоне 280-320.
Всего один оборота вала или в одну сторону или в другую.
Можно обойтись и без запоминания.

[Friendly]

Индикатор светодиодный требует светофильтр. Немного подсвечиваются погашенные элементы - эффект послесвечения пластика или светодиода?
Пробовал различные пленки использовать. Неплохо получилось при использовании антистатического пакета для электроники. Это такая полупрозрачная зеркальная пленка. Одна сторона покрыта зеркальной пленкой - металлизация похоже.

[Friendly]

По схеме отрицательное питание формируется падением на диодах д2,д3 и конденсаторе С3.
Просадка напряжения 100 гц по этому напряжения образовалась - пульсации. Для усилителя это плохо.
Питание усилителя термопары запитал через резистор 150 ом (от -2v по схеме) и в месте подключения резистора к выв 4 микросхемы DA2 включил диод на общий провод и впаралель ему электролит 1000х10. Получилось для микросхемы питание 0.5 вольта (т.е. перепад на дополнительном диоде).

[Friendly]

Хорошая новость.
Отрицательное питание в схеме делалось для ОУ ОР07.
И для него -1 вольт недостаточно.
Но вот усилитель ad623 превосходно работатет вообще без этого отрицательно напряжения - в даташите пишут, что его вход воспринимает сигналы ниже на 150 миливольт, чем отрицательное питание.
Т.е. при использовании ad623 для термопары тип К - отрицательный источник вообще не нужен.
Выбрасываем диоды д2,д3 и конденсатор С3. :)

[Leff]

Без отрицательного питания схема выглядит более правильно.

[Friendly]

Схема управления симистором рабочая.
Вместо ТЭНа паяльника подключал лампочку - регулирует нормально.
Питание ТЭНа и схемы решил разделить - импульсный источник питания +5в запитал от среднего вывода вторичной обмотки.
Тестером измерял на обмотке трансформатора без нагрузки - 37 вольт (переменного). От среднего вывода - 18.5, соответственно.
Транзистор q3 (полевой n7002) формирует положительный импульс в районе перехода фазы через 0.
Длительность этого импульса немногим меньше 1 мс.
Импульс формируется при каждом полупериоде сетевого напряжения.
Вывод МК Р0.6 "подключен" к обработчику прерываний МК - int1.
Прерывание формируется когда на выоде Р0.6 - высокий уровень ("1").
Программа обработки прерывания int1 запускает таймер отсчитывающий задержку пропорционально времени рассчитанного ПИД регулятором.
После отсчета периода, таймер переходит к программе обработки прерывания и далее формируется "запуск" ("поджигание") симистора.
Все это циклически повторяется...

[Leff]

Транзистор q3 (полевой n7002) формирует положительный импульс в районе перехода фазы через 0.
Длительность этого импульса немногим меньше 1 мс.


Сам момент перехождения фазы через "0" находится ровно по середине этого импульса.
Но в этой схеме это не важно.

[Friendly]

При комнатной температуре 24.3 градуса датчик паяльника выдает подставку около 12 мВ. Т.е. в сответствии с ГОСТ для термопары тип К при температуре 297.3 (273+24.3) = 12.093 мВ.
Для диапазона 500 градусов максимальное значение напряжения термопары 32.165 мВ при температуре 773 (273+500).
Для этого значения коэфициент усиления инструментального усилителя AD623 считаем по формуле в даташите. (2440/32.165=75.858853); Резистор нужен Rg=1335.847 Ом. Поставил 1.2 кОм, 1%, и последовательно подстроечный резистор 200 Ом. Отрегулировал показания на 297.3 градуса.
Затем в формулу вычисления температуры (в программе) добавил вычитание поправки 273.0 градуса. В результате индикатор стал показывать комнатную температуру. :)

[Leff]

Паяльником уже можно измерять температуру до 500 градусов? Вау...
Если получится плохая паяльная станция, то можно будет ее "позиционировать" как измеритель температуры жала паяльника. :rolleyes:

[Friendly]

По частям все уже работает, сейчас нужно отладить ПИД регулятор.
Как только - так сразу. :cool:

[Ironic]

Все уже придумано.
http://dx.com/p/kada-936d-digital-soldering-station-with-english-manual-60w-24v-ac-1874?utm_source=dx&utm_medium=edm&utm_campaign=20130107electronic-repair-tools

[Friendly]

Проблема вывалилась. Оказалось ad623 при коэф. усиления около 75 не выдает на выходе полный размах по напряжению, и получилось что то вроде ограничения по уровню 1.2 вольт, а нужно 2.4 В.
Короче обратно откатываюсь к схеме с микросхемой ad820. Пробовал ее на макетке, работатет с отрицательными напряжениями около 32 миливольт. По паспорту может от - 200 миливольт. Но вот что с датчиком температуры делать не понятно - в смысле как его заставить выдавать отрицательное напряжение или придется отдельное питание для него делать.

[Friendly]

В датчике перехода фазы сетевого питания, на транзисторе q3, заменил полевой транзистор обратно на биполярный КТ3130, резистор r13 - 1.5 кОм, r15 - 20 кОм, r17 - 10 кОм. Параллельно r17 поставил конденсатор керамический 0.1 мкф, при включении симистора иногда были помехи - ложные прерывания. В целом стало надежно работать.

Для ПИД регулятора паяльной станции требуется какой то свой "родной" алгоритм.
Классический случай, как описано в лекции про ПИД регуляторы (ранее был тут выложен документ), работает неправильно.
Например, ставлю температуру 200 градусов - отрабатывает до 230 и потом очень медленно снижается до 175, затем греется до 220 и т.д по затухающей.
Прогнозирование отсутствует в том алгоритме. А без прогнозирования результат будет плохой.

[Leff]

Тут пишут про дискретные ПИД регуляторы:
http://chipenable.ru/index.php/programming-avr/item/95-avr221-diskretnyy-pid-regulyator.html
http://model.exponenta.ru/z_tf_pid.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%C8%C4-%F0%E5%E3%F3%EB%FF%F2%EE%F0
http://bookasutp.ru/Chapter5_4_6.aspx
http://pidcontrollers.narod.ru/pidregulator/chapter3page18.html

ЗЫ периодические колебания возникают оттого что неправильно коэффициенты поставлены.

*********

Алгоритм настройки:
- определяется предельный коэффициент Кмах усиления при котором САР и объект переходят в колебательный режим, т.е. без интегральной и дифференциальной части (Тd=0, Тi=Ґ). Вначале К=0, затем он увеличивается до тех пор, пока САР и объект переходит в колебательный режим.
- определяется период колебаний tc (см. рис.5);
- вычисляются коэффициенты настройки согласно следующим примерным соотношениям:
для ПИД -регулятора К= 0.6·Кмах, Ti= 0.5·tс, Td=0.12·tc.

144

Ki = 1/Ti;
Kd = 1/Td;

[Friendly]

10 января тяжело думалось. :)
Сейчас понял почему датчик температуры в паяльнике не подключался.
Датчик по даташиту. Усилитель на АД820 с резисторами на входе по 470 Ом - но полярность крест накрест, т.е. с минусового входа АД820 470 Ом идет на общий провод, а с плюсового входа ОУ на плюсовой выход термопары. Резистор в обратной связи состоит из двух последовательно включенных резисторов - постоянный 20 кОм и подстроечный 20 кОм - реальное в сумме значение около 35 кОм.
Позже выложу схему с учетом всех поправок.

[Friendly]

В китайской паяльной станции индикатор показывал 311 градусов, а при измерении цифровым термометром обнаружилось только 214 градусов. Наша станция при индикации 200 градусов - проверкой термометром 207 градусов. Значительно ближе к истине...

[Leff]

http://www.contravt.ru/?id=1649
статья выложена по ссылке про настройку ПИД регулятора.

http://bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx

[Friendly]

Отладил я этот ваш ПИД регулятор. :)
Выявились сразу отличия по сравнению с китайской паяльной станцией, она при пайке совсем не реагирует на охлаждение жала паяльника (индикатор в смысле не показывает). Т.е. она показывает "нужную" температуру (заданную) - а не измеренную.
Наша то станция показывает температуру жала паяльника.
Когда берешь каплю олова жалом - температура падает на градус (или иногда на 2).
Не знаю это хорошо или плохо. :confused:
Может быть после выруливания на заданную температуру отключать измеритель температуры нафиг, а на индикатор выводить только заданную температуру?

[Leff]

Возможно просто ПИД регулятор не очень подходит для паяльной станции?
Может быть другой алгоритм попробовать?

[Friendly]

Небольшая проблемка была с тем что фазовое управление симистором отрезает куски от фазы которая имеет форму полукруга, а ПИД регулятор думает, что это прямоугольник. Нужно пересчитывать площадь отрезаемого полукруга в прямоугольник. Управление получается - "мягше". :)
Кроме трех коэфициентов (Кр, Ki, Kd) удобно подстраивать частотой дискретизации. Смысл регулирования в том, что моделируется кривая с замедлением ближе к точке завершения, а тактовая частота дискретизации смещает всю эту картинку вверх-вниз не нарушая пропорции самого регулятора. Очень это удобно.

[Friendly]

Пересчитывать площадь фазы как оказалось большого выигрыша не дает - овчинка выделки не стоит. Отключил эту функцию.

Вобщем и целом проект закончил. :)

Внешний вид со снятой крышкой:

145
146

Корпус использовал от дешевого паяльника - около 300 руб стоил.
Внутри у него была эта плата.
147
Разъем для паяльника в том "изделии" был от компа, тип ps/2 (для клавиатуры).

[Leff]

Коэффиценты ПИД какие получились?

[Friendly]

отсюда взял: http://bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx

K=15 ед. на градус;
KI=0.013 c;
KD=0.525 c;

Возможно это не самый лучший вариант, но пробовал их в ручную подобрать - не получилось... :(
Устанавливается быстро, но последние 2-3 градуса медленно, в течении 20-30 секунд догоняет.
Так то паяльник всеравно не прогревается быстрее.
Но у китайцев значительно быстрее работает.
Эти коэф. можно поискать в последствии и заменить.

Эти коэф. имеют смысл, если частота дискретизации раз в 1 секунду.
У меня частота обновления 0.144 с. Умножил коэф. KI и разделил KD на эту величину.
Коэф. усиления определил по факту - выставил 300 градусов и полученное числовое значение управления ШИМ, после прогрева паяльника разделил на 300 соответственно - в результате получилось коэф. на 1 градус. Ну и немного маштабировал величину К, сумму потом делил на масштаб.

[Leff]

При включении 300 градусов выставляет? А в спящем режиме 150?
Памяти нет?

[Friendly]

Да, 150 и 300.
Флэш пямяти данных нет в этом МК.
Можно писать в память программ, но это не надежно.
Если добавить микросхемку eprom то будет память.