Паяльная станция: паяльник DSS-90 и фен DFS-90

[Леонид Иванович]

Думаю, Вы немного лукавите. Ну хоть самую малость?

Наверное, немного лукавлю. Вот уже который день от темна до темна читаю и моделирую, моделирую и читаю. Это тоже освоение нового, только из другой области - скоростные аналоговые схемы. А процессоры - ну совсем не увлекают.

[DL36]

светлая мысль была в расчете теплового потребления на основании мощности отдаваемой в нагреватель

Она и теперь есть. Вроде, даже понятно, что делать. Но для продолжения экспериментов нужен еще один термометр с термопарой, подключенный к компьютеру, чтобы рисовался график температуры кончика жала. Как только найду время на изготовление такого термометра, сразу продолжу работу над алгоритмами.

Думаю правильнее будет использовать вторую производную, реакция будет быстрее.

[Леонид Иванович]

Возможно. Но аналитически я даже с первой производной пока не разобрался.

[DL36]

Возможно. Но аналитически я даже с первой производной пока не разобрался.

Думаю надо просто увеличивать задание пропорционально второй производной, единственно, что я думаю, постоянная фильтра должна быть больше собственной частоты ПИД регулятора.

Кстати каков порядок, частоты собственных колебаний ПИДа.

[Леонид Иванович]

Порядка 0.04 Гц.

[DL36]

Порядка 0.04 Гц.

Наверно это мало.
Получается что без потери устойчивости, время фильтра положительной связи надо увеличить раза в три, а это уже будут минуты.

Аналитически задача тоже пока не выстроилась.
Но вот если с такой стороны подойти, допустим что есть функция учитывающая тепловое сопротивление от теплового потока тогда температура жала Т= функция(К * dP) и как при этом обеспечить устойчивость пока непонятно.

Может добавить еще один контур регулирования, и сделать подчиненное(адаптивное) управление. Задание ПИД регулятору формировать как T+K*dT при таком подходе понятно откуда берутся профили регулирования.

Надо ждать график температура на кончике жала может тогда и возникнет правильная мысль.

[Леонид Иванович]

Задание ПИД регулятору формировать как T+K*dT

Вернее, T + K * P

Надо ждать график температура на кончике жала может тогда и возникнет правильная мысль.

Надо ждать. Сейчас работы навалилось, паяльную станцию и лабораторный блок питания пока забросил.

[DL36]

Задание ПИД регулятору формировать как T+K*dT

Вернее, T + K * P

Если точнее то наверно так.
T+K*dP

Предварительно такой алгоритм намечается. Поскольку нет возможности установить датчик в нужном месте то можно попытаться оценить по косвенным параметрам, учитывая, что при касании жалом точки пайки подаваемая мощность в нагреватель изменится.

С периодом ~ 1-2 сек смотрим на вторую производную если больше нуля то увеличиваем задание на
К * ddP
Если при следующем проходе вторая производная всё еще больше нуля то еще увеличиваем задание, в противном случае запускаем отсчёт выдержки времени 10-20 сек (время пайки ) при котором на отрицательное значение второй производной не реагируем.

По окончанию отсчета времени, аналогично повышению, снижаем задание.

Вторая производная позволяет проверить выгнутось/вогнутось функции, что аналогично при пайке достигнуто состояние теплового равновесия или нет. Поэтому может придется подобрать период контроля второй производной.

Как мне кажется это имеет право на жизнь.

[Леонид Иванович]

У меня в алгоритме не dP, и именно P. Компенсирую тепловое сопротивление.
Физического смысла применения ddP не понимаю.

[DL36]

У меня в алгоритме не dP, и именно P. Компенсирую тепловое сопротивление.

Я не предлагаю менять алгоритм ПИДа, там все правильно, но датчик стоит не там и тепловое сопротивление жала вне петли регулирования.

Физического смысла применения ddP не понимаю.

Физически это скорость изменения мощности в нагревателе.

Я предлагаю добавить внешний, адаптивный контур и следить за скоростью изменения мощности подаваемый на нагреватель.

Почему мне кажется, что это возможно? Если посмотреть на график который Вы приводили

При касании платы жалом мощность в нагреватель увеличивается(смотреть на график производной), нарастающая кривая, и если добавить задание то будет опять нарастающая кривая(прогнутая вниз) когда скорость нагрева и оттока сравняются или нагрев будет выше кривая нагрева прогнется вверх и вторая производная станет отрицательна, что и станет критерием остановки процесса увеличения задания.


Думаю работать должно, хотя и довольно сложно оценить период добавления задания. Думаю когда будет второй термометр можно будет найти компромисс.

[DL36]

Физического смысла применения ddP не понимаю.

Просветлело.

Это момент касания или отпускания платы жалом.

[grean2007]

Будет круче! Для калибровки будет сделан специальный USB-термометр в виде отдельного блока, который через сервисный софт будет калибровать станцию.

Давно хочу собрать такой термометр, с термопарой и выводом термопрофиля на компьютер, чтобы можно посмотреть термопрофиль паяльника, ИК ПС, печки. С нетерпением жду Вашу разработку!

[VeryLazyCat]

Будет круче! Для калибровки будет сделан специальный USB-термометр в виде отдельного блока, который через сервисный софт будет калибровать станцию.

Давно хочу собрать такой термометр, с термопарой и выводом термопрофиля на компьютер, чтобы можно посмотреть термопрофиль паяльника, ИК ПС, печки. С нетерпением жду Вашу разработку!

Не один вы ждёте этот термометр...
У меня станция Леонида Иваныча давным давно собрана,настраивал её на компе,но потом был творческий
кризис у автора и испытания с настройки прекратились ...
Надеюсь,что теперь с помощью этого термометра проект будет доведён до логического конца...

[Леонид Иванович]

Давно хочу собрать такой термометр, с термопарой и выводом термопрофиля на компьютер, чтобы можно посмотреть термопрофиль паяльника, ИК ПС, печки. С нетерпением жду Вашу разработку!

Это возможно прямо сегодня! Соберите кусок моей станции DSS-90 (только процессор, предусилитель термопары и интерфейс). Это и будет компьютерный термометр с термопарой. Графики умеет рисовать сервисная программа станции.

потом был творческий кризис у автора и испытания с настройки прекратились ...
Надеюсь,что теперь с помощью этого термометра проект будет доведён до логического конца...

Теперь творческого кризиса нет, но есть огромная нехватка времени. Мне самому очень нужна станция, особенно фен. Паяльником я пользуюсь и в таком виде. Еще больше нужен в работе лабораторный БП, тему про него тоже открыл на этом форуме, но всё затормозилось, налетели заказчики со всякими работами, которые нельзя отложить. В смысле, очень невыгодно. Вот и ждут эти разработки своего часа. А сколько еще таких, которые даже пока не обсуждались! Подарил бы кто-нибудь на ДР лишних пару часов времени в сутках...

[Victor_P.]

По поводу алгоритма управления станцией.
Сейчас как раз делаю свою станцию тоже только с одним энкодером

и как раз тоже встала проблема оптимального управления.

Пока остановился таком принципе:
во-первых аналогичные по смыслу операции необходимо производить аналогичными действиями, т.е. если вход в режим выбора пресетов температуры производим коротким нажатием, то вход, например, в режим настройки таймера также нужно делать коротким нажатием и т.п. Это может, конечно, вход в некоторые операции сделать чуть дольше, но зато за счет логичности упростит управление вцелом, ИМХО.

Исходя из этого принципа у себя сделал так:
-короткое нажатие - вход в режим (выбора пресетов температуры или установки таймера) или выбор (применение) температуры (просто накрученной энкодером или выбранной с пресета) или значения таймера (в зависимости от того в каком режиме нажимаем)
-длинное нажатие - то же, но с записью в ЕЕПРОМ
-вращение энкодера - установка значения чего-либо (в зависимости от режима)
-выход в основной режим - ничеого не делаем после любой операции в течении ХХ сек.
Написанно может немного запутанно, но на самом деле все просто.
Хотел выложить видео работы для наглядности, но нашел один глюк, вечером попробую исправить и потом выложу.

И еще у Вас в станции вродь как 2 таймера? Предлагаю использовать только один, но...
он должен сбрасываться при любом действии с энкодером (это реализовать легко) и желательно при обнаружении процессай пайки (совершенно не представляю как это сделать ), потом, если таймер сработал, станция переходит в режим поддержания низкой температуры (например 100 градусов, или какой-то минимальной для станции (у меня это 80)), если в этом режиме таймер еще раз сработал, тогда уже отключать нагрев полностью.

Вот как-то так, надеюсь хоть что-то полезного спредложил

[grean2007]

Это возможно прямо сегодня! Соберите кусок моей станции DSS-90 (только процессор, предусилитель термопары и интерфейс). Это и будет компьютерный термометр с термопарой. Графики умеет рисовать сервисная программа станции.

На схеме микроконтроллер Atmega 88, на первой странице Atmega 168, какой ставить, прошивки для какого обновляются? Энкодер не нужно ставить?

[Леонид Иванович]

На схеме микроконтроллер Atmega 88, на первой странице Atmega 168, какой ставить, прошивки для какого обновляются? Энкодер не нужно ставить?

В станции будет ATmega168. А для термометра могу сделать урезанную версию программы хоть для ATmega48. Энкодер не нужен. Нужно не забыть оставить термометр холодного спая.

Сейчас как раз делаю свою станцию тоже только с одним энкодером

Замечательно получилось! У Вас, смотрю, импульсный источник питания. Совсем легкая будет.

во-первых аналогичные по смыслу операции необходимо производить аналогичными действиями

Да, правильно.

-короткое нажатие - вход в режим (выбора пресетов температуры или установки таймера) или выбор (применение) температуры (просто накрученной энкодером или выбранной с пресета) или значения таймера (в зависимости от того в каком режиме нажимаем)

Я правильно понял:

осн. режим - нажатие - выбор пресетов - нажатие - установка таймера - нажатие - осн. режим
осн. режим - нажатие - выбор пресетов - вращение - изменение номера пресета - нажатие - применение пресета - осн. режим
осн. режим - нажатие - выбор пресетов - длинное нажатие - сохранение текущей темпекратуры на пресете
осн. режим - вращение - изменение температуры - длинное нажатие - сохранение температуры на пресете 0 или текущем

Какая дискретность регулировки температуры?

-выход в основной режим - ничеого не делаем после любой операции в течении ХХ сек.

А что, нажатия энкодера "по кругу" не приводят в основной режим? Нужно оставить возможность немедленного возвращения.

Хотел выложить видео работы для наглядности

Лучше выложить блок-схему меню. Она всё равно пригодится.

И еще у Вас в станции вродь как 2 таймера?

Да, но пока в прошивке они заблокированы. По первому станция переходит в stand-by, по второму - выключается полностью.

он должен сбрасываться при любом действии с энкодером

Это само собой.

и желательно при обнаружении процессай пайки (совершенно не представляю как это сделать )

Я приводил график отфильтрованной первой производной мощности. При увеличении оттока тепла ПИД поднимает мощность, по этому скачку можно определить момент начала пайки. А в процессе работы паяльником такие скачки происходят регулярно. Правда, пока этот алгоритм тестируется, станция просто пикает при касании паяльником чего-либо. А я накапливаю статистику, где этот алгоритм ошибается.

если таймер сработал, станция переходит в режим поддержания низкой температуры ... если в этом режиме таймер еще раз сработал, тогда уже отключать нагрев полностью.

Т.е. Вы фактически предлагаете два таймера, но с одинаковым интервалом. Поскольку я вообще не планировал настраивать таймеры из меню станции, а только от компьютера, лишний параметр было ввести не тяжело.

Вообще, любое меню нужно пробовать. Мой вариант на практике оказался совсем неудобным. Надо менять. Пока черчу блок-схемы на бумажке.

[grean2007]

На схеме микроконтроллер Atmega 88, на первой странице Atmega 168, какой ставить, прошивки для какого обновляются? Энкодер не нужно ставить?

В станции будет ATmega168. А для термометра могу сделать урезанную версию программы хоть для ATmega48. Энкодер не нужен. Нужно не забыть оставить термометр холодного спая.

Да лучше урезанную версию программы и ATmega8 если можно ее применить, она есть в наличии.

[Victor_P.]

Замечательно получилось! У Вас, смотрю, импульсный источник питания. Совсем легкая будет.

Спасибо. Да, ИИП, собственно как таковой надобности в этой ПС у меня не было, просто захотелось сделать станцию как можно меньшего размера .

Я правильно понял:

осн. режим - нажатие - выбор пресетов - нажатие - установка таймера - нажатие - осн. режим

осн. режим - нажатие - выбор пресетов - нажатие - установка таймера - нажатие - установка выбранного значения таймера для текущей сессии работы (без записи в ЕЕПРОМ) и выход в основной режим

осн. режим - нажатие - выбор пресетов - вращение - изменение номера пресета - нажатие - применение пресета - осн. режим

да

осн. режим - нажатие - выбор пресетов - длинное нажатие - сохранение текущей темпекратуры на пресете

нет, для сохранения текущей температуры в пресете, нужно сделать длинное нажатие в основном режиме, причем если сделать длинное нажатие после регулировки (на протяжении 4 сек, пока экран мигает), то сохранится это значение, а если перед этим ничего не регулировалось, то сохранится предварительно выбранная температура (даже если паяльник до нее еще не нагрелся (в процессе нагрева))

осн. режим - вращение - изменение температуры - длинное нажатие - сохранение температуры на пресете 0 или текущем

опять нет выше как раз описано.
осн.реж. - регулировка - короткое нажатие - применение температуры (тут также производится запись в переменную ЕЕПРОМ, которая содержит последнюю установленную температуру)
осн.реж. - регулировка - длинное нажатие - применение температуры с записью в ЕЕПРОМ в текущую позицию пресета (к сожалению что это за позиция посмотреть нельзя, т.е. можна но перед тем как писать (нажать - увидим текущую температуру в пресете которая и будет заменеа - подождать 4 сек))
осн.реж. - короткое нажатие - выбор пресета - короткое нажатие - применение этой температуры и выход
осн.реж. - короткое нажатие - выбор пресета - ждем 4с - выход
осн.реж. - короткое нажатие - [выбор пресета -] длинное нажатие - никакой реакции - ждем 4с - выход
осн.реж. - короткое нажатие - короткое нажатие - устан. таймера - короткое нажатие - применить и выйти
осн.реж. - короткое нажатие - короткое нажатие - устан. таймера - длинное нажатие - записать применить и выйти
осн.реж. - короткое нажатие - короткое нажатие - устан. таймера - ждем 4с - просто выйти

Для чего сделал два режима выбора какого-либо значения (с записью и без) - например, таймер стоит 20 минут, а в данном сеансе мне нужно или выключить вообще или поставить больше, но только в данном сеансе работы (до выключения), вот для этого и сделал.

Какая дискретность регулировки температуры?

Пока 1 градус (таймер 0 - 90 сек, шаг 10 сек), но над этим позже буду думать, может на 5 перейду или сделаю чтоб при регулировке после, скажем, 5 отсчетов дальше изменялось сразу на 5, а при медленном регулировании всегда было +- 1, но честно, меня это мало волнует, ведь можно выбрать близкий пресет, подрегулировать и все.

А что, нажатия энкодера "по кругу" не приводят в основной режим? Нужно оставить возможность немедленного возвращения.

А если я не хочу установить выбранное значение, а зашел, например в таймер просто посмотреть что там стоит, тогда как быть? При выборе значения в любом режиме (не важно с записью в ЕЕПРОМ или нет) возврат в основной режим идет автоматически, а вот если я только покрутил ручку в любом режиме но ничего не нажимал, через 4с. все вернется в основной режим без применения изменений.

Лучше выложить блок-схему меню. Она всё равно пригодится.

Да есть она у меня, я без нее никак не мог все в памяти держать, что и как регулировать, пришлось делать
Но она во-первых на украинском языке, а во-вторых не факт что в ней кроме меня кто-то разберется

Т.е. Вы фактически предлагаете два таймера, но с одинаковым интервалом.

И да и нет, так меньше настроек и проще управление соответственно. Понятно, что если управлять с компьютера то это не актуально.

Вообще, любое меню нужно пробовать.

Согласен. Доведу до ума станцию, потом уже буду шлифовать.

[Леонид Иванович]

Да лучше урезанную версию программы и ATmega8 если можно ее применить, она есть в наличии.

Именно на ATmega8 я и собирался делать USB-термометр. А местную индикацию Вы хотите оставить?

для сохранения текущей температуры в пресете, нужно сделать длинное нажатие в основном режиме

А на каком пресете происходит сохранение? Если на текущем, то мы не видим его номер, нужно помнить. Получается, что длинное нажатие в основном режиме сохраняет температуру, но где - неизвестно.

причем если сделать длинное нажатие после регулировки (на протяжении 4 сек, пока экран мигает), то сохранится это значение, а если перед этим ничего не регулировалось, то сохранится предварительно выбранная температура (даже если паяльник до нее еще не нагрелся (в процессе нагрева))

Не понял. При чем здесь нагрев? Вы что, сохраняете измеренную температуру? Всегда должна сохраняться заданная температура. Не важно, регулировали только что, или давно.

осн.реж. - регулировка - короткое нажатие - применение температуры

Т.е. в основном режиме недостаточно просто повернуть энкодер. Нужно еще нажать кнопку? А если не нажали в течение 4 сек, то вернется прежняя тепература? Я у себя делал не так. В основном режиме вращение энкодера сразу перестраивает температуру. Логика, конечно, немного не такая, как в меню, но на то он и основной режим.

тут также производится запись в переменную ЕЕПРОМ, которая содержит последнюю установленную температуру

При включении станции загружается именно эта температура? А какой пресет при этом считается текущим, т.е. куда будет сохраняться температура при длинном нажатии? У Вас получаются 2 места хранения - пресеты и последняя установленная. Я вместо этого использовал пресет 0, куда сохраняется температура после каждой регулировки и который всегда грузится при включении (становится текущим).

осн.реж. - регулировка - длинное нажатие - применение температуры с записью в ЕЕПРОМ в текущую позицию пресета (к сожалению что это за позиция посмотреть нельзя

Очень плохо, что посмотреть нельзя. Поэтому предлагаю из основного режима сохранять только в ячейку последней установленной температуры (или в пресет 0). А в индивидуальный пресет сохранять текущую температуру из меню пресетов длинным нажатием.

т.е. можна но перед тем как писать (нажать - увидим текущую температуру в пресете которая и будет заменеа - подождать 4 сек))

Когда входите в меню пресетов, видите не только номер пресета, но и сохраненную в нем температуру? Как?

осн.реж. - короткое нажатие - [выбор пресета -] длинное нажатие - никакой реакции - ждем 4с - выход

Вот здесь нужна реакция - сохранение текущей температуры на пресете. Ну а если не менять Вашу логику сохранения пресетов (хотя она плохая - не видим, где сохраняем), то по длинному нажатию должно быть не только применение пресета, но и установка его дефолтовым (т.е. он будет грузиться при включении).

осн.реж. - короткое нажатие - короткое нажатие - устан. таймера - короткое нажатие - применить и выйти
осн.реж. - короткое нажатие - короткое нажатие - устан. таймера - длинное нажатие - записать применить и выйти

Это хорошая мысль - применить новое значение только для текущего сеанса без записи в EEPROM. У меня все подобные параметры по короткому нажатию сохраняются в EEPROM. Надо подумать.

Пока 1 градус, может на 5 перейду

У меня тоже 1 градус, это дико раздражает. Как минимум, нужно 5 или даже 10. С другой стороны, не хочется терять возможность регулировать с дискретностью 1 градус. Хоть это и не нужно в работе, но скажут: "Что это за станция, 5 градусов точность!"

но честно, меня это мало волнует, ведь можно выбрать близкий пресет, подрегулировать и все

Из опыта эксплуатации никогда не пользуюсь пресетами. Всегда только прямой регулировкой. Входя в меню, меня преследует страх неизвестности.

А если я не хочу установить выбранное значение, а зашел, например в таймер просто посмотреть что там стоит, тогда как быть?

Так если Вы ничего не крутили, примените то же значение. Что в этом плохого?

если я только покрутил ручку в любом режиме но ничего не нажимал, через 4с. все вернется в основной режим без применения изменений.

Если покрутили, но применять не хотите, остается только ждать, здесь всё верно.

А как через меню Вы переходите в Standby и Off? Переход между Standby и рабочей температурой - самая частая операция при работе со станцией.