Statie de lipit(comanda in salve de impulsuri)

[pozitron]

Statie de lipit cu functie de stby.
Lucrind de ani buni cu un letcon pistol (de la Radio Progres), m-am gindit sa mai ? progresez ? si eu.Mi-am propus construirea unei statii de lipit termostatata.
In primul rind am achizitionat un letcon (zic eu ,putin mai complet) ZD 981(24 v-3A-60W)ce mai are si un senzor de stby. Am experimentat citeva scheme de termostate, la toate m-am confruntat cu inertia termica.Scheme diferite-acelasi principiu. Deci ,acelasi rezultat.
Am proiectat, experimentat si finalizat schema ce v-o prezint in continuare ; 

Rezistenta letconului se alimenteaza cu tensiune (24v alernativ) sub forma de salve de impulsuri nu in sistem On-Off.Aceasta varianta de alimentare anuleaza inertia termica,
generatoarea multor discutii si probleme.Sa detaliez schema;
U1A-LM393 insumeaza si compara semnalele primite de la U1B/LM393 si de la U2-CA3130
comandind tranzistorul driver Q1 via optotriac-triacul de putere-rezistenta de incalzire letcon.
U2-CA3130 operational cu MOSFET la intrare este amplificator pentru semnalul dat de termocupla .Se regleaza din R19 (pot. semireglabil de 1 Meg) ca la temperatura maxima sa avem la iesirea oparationalului cca.6 volti amplitudine (R19 cam la 330k).Din R6 se seteaza temperatura, actionind asupra R5-R8 se ajusteaza plaja in care actioneaza R6.U1B -LM393 este generator de unda dreptunghiulara cu perioada de cca. 0.5 sec.In momentul alimentarii cu tensiune , rezistenta fiind rece Q1 este comandat in ON in mod continuu.La atingerea echilibrului intre semnalul dat de CA3130 si nivelul setat din R6
iesirea U1A trece in OFF, oprind incalzirea.Acesta a fost timpul unu. Urmatorii timpi de functionare difera fata de primul timp. De fiecare data cind semalul generat de CA3130 scade sub nivelul reglat din R6 iesirea U1A trece in ON, dar unda dreptunghiulara generata de U1B va furniza la iesirea U1A trenuri de impulsuri mai lungi sau mai scurte vizavi de decalajul dintre semnalul termocuplei si nivelul din R6. In urma citorva timpi de functionare decalajul dintre semnalul termocuplei si nivelul reglat se micsoreaza si in acest fel temperatura este mentinuta cvasiconstanta.In timpul lucrului cind letconul se raceste impulsurile vor fi mai lungi si mai numeroase.
Tranzistorul Q4-BS170 cu canal initial executa functia de stby.Daca nu se lucreaza cu letconul un anumit timp incalzirea va fi blocata , Q4 scurtcircuitind baza Q1 la GND.Timpul de actionare al circuitului de stby depinde de constanta de timp R22-C8(cca 5 min). Q5 comanda ledul D4 ce indica starea de stby.Func?ia de stby.este extrem de util?,evit?ndu-se unele situa?ii periculoase (una posibil?-uitarea letonului ?n func?iune ?i plecarea pentru mult timp de la masa de lucru). Transformatorul de retea trebuie sa aiba sectiunea de minimum 10 cmp, capabil s? livreze minim 3A.Nu spun ca nu sint scheme si mai performante, dar aceasta a rezolvat multe probleme ce alte scheme nu le-au rezolvat. Eu sint multumit de aceasta schema.
REGLARE .
Conditie: montajul sa fie executat fara greseli.O nefunc?ionare ?nseamna gre?eli.
Cu letconul cuplat,R6 ?n pozitie medie,R19 la medie,cuplam la re?ea.
a) D1 se aprinde instantaneu ? neincadrare in parametri.
D1 nu se aprinde deloc ?n urmatoarele 10 sec-neincadrare in parametri.
D1 se aprinde dupa4-10sec-se incadreaza ?n parametri.Aceasta este timpul de ?ncarcare al C1(generatorul de semnal dreptunghiular).
b) rezistenta letconului rece, se regleaza R19 sa avem la iesire CA3130 pin 6 o tensiune de aproximativ zero volti.Reglam R6 sa avem pe pin2 LM393 o tensiune de cca.3,5-4 volti. 
c) Daca s-a aprins D1 asteptam sa se stinga,dupa aprox.40 sec.Se comporta a?a , deci e-n regula.
d) Din R5-R8 modificam domeniul de temperatura cum dorim,(deplasam domeniul spre temperatura mai mare sau mai mica).
.Se poate utiliza CA3140-fara C7,sau orice opera?ional cu mosuri la intrare.

SUCCES !

Aceasta realizare am publicat-o si pe alt forum sub numele de NOSTALGIC.

cablajul imprimat.pdf

fa?a cu componente.pdf

[Mihai3]

Am construit statia de lipit din schema de la primul post, fara partea cu stand by, dar am probleme legate de functionarea acesteia.

Am folosit urmatoarele componente:

1. Transformator 2x12Vca/100VA (alimentarea cu 24Vca a intregului montaj)

2. LM393, TL071

3. letcon Pensol 48W/24V (cu maner albastru si termocuplu tip K), dar si un letcon Gordak 50W/24V (tot termocuplu tip K)

4. Am facut un cablaj, deoarece nu l-am gasit pe cel original (mentiuni: pe cablaj nu am instalat rezistenta taiata cu un x rosu, iar R15 am pus o rezistenta de 470R/3W pentru a face o disipare cat mai mica pe 7812). PDF-ul cu componente din primul post nu se poate deschide.

 

Am verificat astfel:

1. Generatorul de semnal dreptunghiular: este functional, genereaza semnale intre 0 si 5V la pinul 7 al LM393 (cu D2=5v1)

2. Tensiunea de la pinii 6 si 3 ai lui LM393 este de 2.5V, iar la pinul 6 al TL071 este de 11V. La pin 1 al lui LM393, tensiunea este 0V

 

Cand am vazut ca nu se aprinde led-ul rosu nici dupa mai mult de 10 secunde am facut urmatoarele lucruri:

1. Am schimbat LM393 si TL071 cu altele noi - nu a functionat

2. Am schimbat Triacul - nu a functionat

3. Am inlocuit R5=R8=10k - nu a functionat

4. Am inlocuit D2=5V1 - nu a functionat

5. Am rotit de semireglabil (1M) si de pot (10k), in ambele directii - nu a functionat

6. Am inlocuit 2N2222 cu unul nou - nu a functionat

 

Apelez la ajutorul dvs, in cazul in care ati putea sa ma ajutati.

 

 

Editat Aprilie 26, 2022 de Mihai3

[roadrunner]

Conecteaza un bec de 24V (sau doua de 12V in serie) pe post de letcon.

 

Cel mai probabil nu-ti functioneza amplificatorul de la termocupla (U2) - pe iesirea lui U2 pin6 ar trebui sa ai o tensiune variabila in functie de temperatura. (eas se insumeaza cu tensiunea de la R6 (potentiometrul de reglaj) 

 

demonteaza R20 (10K) ca scoti din circuit contributia lui U2  si misca potentiometrul de regalaj R6. Cand faci asta masoara daca tesiunea pe pinul 2 al U1A se modifica in jurul valorii de 3.4V .

 

 

RR

 

PS - toate referintele mele sunt de pe schema de la postul original - acum am vazut ca PCB-ul nu e chiar 1:1 cu schema. 

 

Editat Aprilie 26, 2022 de roadrunner

[Mihai3]

Am incercat solutia dvs, si problema era exact de la amplificatorul de la termocupla. Am inlocuit CA3130 cu 1 operational dintr-un LM358 si restul componentelor le-am lasat aceleasi.

Acum functioneaza statia de lipit, dar as dori sa stiu, daca mai trebuie facute alte modificari ?

Schema atasata este cu LM358.

 

Editat Aprilie 26, 2022 de Mihai3

[roadrunner]

Ar fi bine sa calibrezi temperatura si sa scrii niste gradatii in jurul potentiometrului de reglaj dar ai nevoie de un termometru independent cu termocuplu (sau un multimetru cu intrare de temocuplu si un termocuplu)

Faci dupa cum urmeaza.

1. Iti  stabilesti cat vrei temperatura maxima (probabil ca e in specificatiile letconului) - sa zicem 350 grade Celsius

2. Pui termometrul extern (temocuplul) in contact cu varful letconului ca sa masori la ce temperatura ajunge

3. Rotesti potentiometrul de reglaj pe maxim (atentie maximul este cand cursorul e spre R5 - sau tensiunea pe Pin 2 al U1A e minima) si astepti sa ajunga la echilibru termic

4. Reglezi castigul amplificatorului de termocuplu (Trimmerul R19) pana cand temperatura de echilibru e cat ti-ai propus sa fie maximul. (350C in exemplul nostru)

5. Pui un pic de vopsea pe trimmer daca e nevoie sa-l blochezi. 

6. Misti potentiometrul de reglaj cate 60 de grade (unghiul axului) citesti teperatura si desenezi niste gradatii cu temperaturile masurate in jurul potentiometrului.

Spor la treaba.

 

RR

 

 

 

 

[Mihai3]

Partea cu calibrarea este un obiectiv, voi incerca in curand sa o calibrez.

Am adaugat pe schema o rezistenta de la +12V la intrarea neinversoare a lui LM358, care are rolul de a proteja letconul la supraincalzire atunci cand termocuplul nu functioneaza cum trebuie (practic tranzistorul 2n2222 va fi blocat). Rezistenta ar trebui conectata la +12V sau la catodul diodei zener ? La verificarile pe care le-am facut pana acum, a fost conectata la +12V.

Am verificat si pe osciloscop. Semnalul galben este de la pin 7 al LM393 in timp ce semnalul albastru este de la pin 3 al lui LM393.

Editat Aprilie 28, 2022 de Mihai3

[roadrunner]

Daca tot ai osciloscop, uita-te la iesirea modulatorului PWM  (pin 1 U1A) si vezi daca se modifica factorul de umplere cand misti de potentiometrul de reglaj. 

Daca functioneaza corect ar trebui sa se modifice factorul de umplere.

 

RR

[Mihai3]

Am verificat pe pinul 1 al U1A.

Am atasat capturile de ecran, va rog sa aruncati o privire peste acestea.

Am observat ca daca maresc temperatura de la potentiometru, atunci pinul 1 sta mai mult timp ON iar daca scad tempeatura atunci pinul 1 sta mai mult timp OFF.

[roadrunner]

Citat

Am observat ca daca maresc temperatura de la potentiometru, atunci pinul 1 sta mai mult timp ON iar daca scad tempeatura atunci pinul 1 sta mai mult timp OFF.

perfect, asa trebuie sa arate.

RR

 

[Mihai3]

Vreau sa implementez un histerezis la U1A (LM393). Cum trebuie sa procedez ? este suficient sa adaug o rezistenta intre pinii 1 si 3 (ai lui U1A) ? Sau mai trebuie adaugate si alte rezistente (de exemplu intre pinii 3 si 6 (ai lui LM393) sau inca o rezistenta de la pin 3 (U1A) la GND ?

Editat Mai 1, 2022 de Mihai3

[roadrunner]

Citat

Vreau sa implementez un histerezis la U1A (LM393)

Histerezis-ul nu o sa te ajute la nimic la letconul asta.  

 

De obicei ai nevoie de histerezis cand elementul de actionare e iesirea unui releu si vrei sa ai separatie buna intre on/off ca sa nu distrugi contactele releului care ar oscila rapid in jurul valorii de echilibru. In cazul tau nu te deranjeaza asta pentru ca ai un triac care oricum se inchide la fiecare trecere prin zero a curentului (care se intampla de 100 de ori pe secunda) fara sa-l deranjeze cu nimic. 

 

Bucla de control cu termocuplu de la letcon are rolul de a mentine temperatura constanta cand lipesti ceva mai "greu" (de exemplu un pin care e conectat la un plan de masa) si varful se raceste brusc in mijlocul lipiturii. In cazul asta Temocuplul simte si factorul de umplere la PWM creste, cand temperatura dorita e atinsa atunci factorul de umplere scade. (e ca un cruise control  la masini - daca masina incepe sa urce o panta sitemul de control accelereaza un pic sa mentina viteza constanta, iar la vale reduce un pic)

 

Luxrurile sunt mai complicate un pic (ca mai intervine si castigul amplficatorului de termocuplu) care stableste factorul de proportionalitate (care re fapt e "detenta", sau cat de repede ajunge la echibru) - dar are implicatii in "overshoot" (depasirea) si "undershoot" (subvaloare) si't afecteaza stabilitatea buclei (oscilatii in jurul valorii de echilibru)

Majoritatea controllerelor de temperatura folsesc PID (control integrativ derivativ) pentru a ajunge  repede la valoarea de echibru fara overshoot si sa ramana stabila la valorarea prescrisa. 

schema de mai sus e un comprobis bun intre complexitate si rezultate si folosita la foarte multe produse simple (cu mult succes)

 

RR

 

Cel mai bun test e sa atasezi un termometru pe varf - lipeste ceva mai greu de liput (niste fire de cupru mai groase) si monitorizezi daca temperatura ramane relativ constanta. (chiar daca ai un pic de intarziere nu e critic)  - poti sa repeti testul cu bucla de termocuplu oprita sa vezi cat ajuta. (cu bucla orita va trebui sa misti potentiometul principal ca sa=l aduci la temperatura de dinainte pentru ca dispare contributia de tensiune a amplificatorul de termocuplu)

 

 

 

 

Editat Mai 2, 2022 de roadrunner

[Mihai3]

Azi am testat schema atasata, in incercarea de a realiza o schema care sa poata fi folosita de la o sursa SMPS de 24Vcc si 2.5A.

As dori sa stiu daca exista modificari necesare pentru aceasta schema ?

In acest caz, m-ar ajuta histerezisul, avand in vedere ca e vorba de CC ?

 

Editat Mai 5, 2022 de Mihai3

[Mihai3]

Adaug cateva imagini de pe ecranul osciloscopului in care am observat ca apar niste tranzitii on-off atunci cand tranzistorul trece de la blocat la saturat.

Indiferent daca folosesc sau nu o rezistenta de 1M de la pinul 1 la pinul 3 al lui LM393, capturile de ecran arata la fel.

Editat Mai 5, 2022 de Mihai3

[roadrunner]

@Mihai3 unde e atasata proba osciloscopului pentru canalul galben?

RR

[Mihai3]

Canalul galben este atasat pe pinul 1 al lui LM393, mai exact la capatul unui fir scurt, de aprox 5cm care duce de la pcb-ul statiei initiale (cu triac) la o placa de test cu mosfetul si tranzistoarele PNP si NPN cu rezistentele aferente.

Am facut un experiment: am adaugat o rezistenta de 1M de la pinul 1 la pinul 3 al lui LM393 si apoi o rezistenta de 10k de la pinul 3 la pinul 6 al LM393 rezistenta fiind exact intre condensatoarele de 10nF.

Atasez capturile de pe osciloscop, de la ultima modificare.

PS: la capturile de pe osciloscop din acest mesaj, am folosit butonul "single" din meniul trigger.

 

 

Editat Mai 6, 2022 de Mihai3