суббота, 11 июля 2015 г.

Подготовил свой проект паяльной станции

Подготовил на замену eSol свой проект паяльной станции под Weller WSP-80. Тот же принцип модульности, совместимость по выводам МК и модуля управления, сборка на макетных платах (поскольку будет отладочным прототипом): силовой модуль (питание и управление нагревателем; питание на DC-DC с активным фильтром на LDO), процессорный модуль и модуль управления. Еще не все линейные цепи рассчитаны, но схемотехника, на мой взгляд, в черновом варианте уже готова. Получается довольно интересно, с вполне ожидаемым усложнением.

Неясным пока остается вопрос шумового сигнала для оверсемплинга: вводить ли его в опорное напряжение, или вводить в один из дифференциальных сигналов. И надо ли вообще будет использовать оверсемплинг при наличии стабильного¹ опорного напряжения 5 В и генератора стабильного измерительного тока. Заложил в схему конфигурирующие джамперы, чтобы (при желании) сравнить различные варианты замера и т.п.

¹) Почему-то же в идее оригинального проекта появилась привязка замера именно к нулю 50 Гц, да и в тексте прошивки есть указывающие на это закомментированные и неиспользованные места.

11 комментариев:

  1. Вопрос. А каковы значения сопротивления термистора в рабочем диапазоне, например при 100 и 400 С. У меня есть подозрение, что оно изменяются не очень сильно, по сравнению с допустимым для АЦП, что урезает динамический диапазон измерения и начинаются танцы с бубном оверсемплинга и остальных прелестей, что в свою очередь дает значительные временнЫе задержки и убивает отзывчивость.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Все так.

      Но там применен дифзамер (напряжение термистора сравнивается с 1,125 В) с усилением результата х10. Т.е. вполне неплохо, по моим предположениям. На это же намекает и схема, где читается изначальный посыл автора eSol замерять по нулям переменки (т.е. там, где нет импульсной наводки от ШИМ) с частотой 50 Гц, тем самым увильнув от необходимости применения LC-фильтра для ШИМ.

      Но вот «неожиданные» 50 мВ (в лучшем случае) пульсаций + дизайн с нефильтрованным питанием АЦП и его же использованием в качестве внутренней опоры привели к тому, что далее ему пришлось ставить многочисленные костыли. В итоге – просто ЖУТКАЯ инерционность и ограничение мощности почти в 3 раза, чтобы хоть как-то с этим всем совладать.

      Вот расчетные параметры для датчика температуры (там в комментариях посетители давали таблицу для одного из веллеровских паяльников):

      100° = 0,79 В
      400° = 1,39 В

      Для WSP80, теоретически, могут быть отличия, но не критичные.

      Удалить
  2. Да, грустновато - 2мВ/град. Предложение 1 - поднять ток источника до 93мА и получить
    100° = 2,79 В
    400° = 4,9 В
    7мВ/град
    думаю термистор эту мощность рассеет, но надо бы уточнить.

    Дальше - только тяжелая кавалерия и удорожание на ~ 3$
    http://www.compel.ru/lib/ne/2011/3/6-datchik-instrumentalnyiy-usilitel-s-nulevyim-dreyfom-otsutstvie-iskazheniy/
    http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX4208-MAX4209.pdf

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. А множитель дифференциального входа х10 почему не учтён?
      100°: (1,125-0,79) * 10 = 3,35 В
      400°: (1,125-1,39) * 10 = −2,65 В
      Выглядит немного бредово, так что спишем на неточность таблички или какие-то мои ошибки.
      Фактически, диапазон измерения от одного до другого края насыщения получается где-то от 45 до 453 градусов. Причем это именно возвращаемая замером температура. Никаких множителей для растягивания шкалы там нет.

      Удалить
    2. Так что если бы в eSol сразу был линейный стабилизатор на отдельной обмотке, скажем, 9 или 12 вольт + стабильная опора для АЦП и делителя + генератор тока из опорника, то, вероятно, оно бы побежало как планировалось, и даже не хромая.

      Я вот промахнулся, да. Заказал транс 2х24, без доп. обмотки. Факап-с. Зато сколько всего интересного получилось.

      Удалить
    3. "А множитель дифференциального входа х10 почему не учтён?"
      Потому что под диф входом я понимаю выделение полезного сигнала с плавающей нагрузки при наличии больших синфазных помех. Как вырожденный случай дифф входы подключаются к обоим концам термистора, один из которых на земле. В схеме eSol не дифф вход (цепи для прохождения паразитных помех отличаются) а просто смещение уровня одного из входов для попадания в рабочий диапазон с последующим умножением на 10. Соответственно и разность помех по дифф входам тоже будет умножена на 10.

      Удалить
    4. «Соответственно и разность помех по дифф входам тоже будет умножена на 10.»

      Ну, я-то в этом треде уже совсем не о eSol говорю. А о *своем* проекте. Да, я взял в него из eSol идею замера с помощью диф. АЦП и соответствующую часть схемотехники (генератор тока и делитель напряжения) и матаппарат. А в чем проблема? Это красивая идея, которой, увы, не повезло с первой реализацией. Надеюсь всё-таки «дать ей ума» в своём варианте.

      И я уже сказал выше: «Так что если бы в eSol сразу был линейный стабилизатор на отдельной обмотке, скажем, 9 или 12 вольт + стабильная опора для АЦП и делителя + генератор тока из опорника, то, вероятно, оно бы побежало как планировалось, и даже не хромая».

      Удалить
  3. В догонку Делитель R3,R4 я бы выкинул и снимал сигнал сразу с терморезистора дифференциально. "• 2.7V - VCC Differential ADC Voltage Range"
    p240 20. ADC - Analog-to-digital Converter Features

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Ну, делитель этот дает определенные удобства (см. выше).

      Опять-таки, ваши рекомендации исходят из предложения накачивать практически 0,1 А в термистор паяльника стоимостью более $65, но я не хочу так экспериментировать. Это всё-таки не дешевая люкеевская поделка ценой в банку хорошего пива, да и вы же мне потом не купите новый веллеровский нагреватель взамен того, в котором в результате это «смелого эксперимента» вылетит термистор.

      Удалить
  4. Ну и третий гвоздь в гроб eSol. Шим как-то привязан к частоте сети? Паяльник шимует полусинус и регулировочная характеристика не совсем пропорциональна времени включения регулирующего транзистора, даже если цикл регулировки синхронизировать с полупериодом сети. Зато экономим на толстых конденсаторах. Я бы посмотрел на бестрансформаторный импульсный источник 80 Ватт сейчас это rocket science, габариты те же. Думаю даже ноутбучный БП можно разогнать с 19В до 24В.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. «Думаю даже ноутбучный БП можно разогнать с 19В до 24В.»
      Зачем городить этот огород? И корпус, и трансформатор 2х24 В уже есть и совершенно нет желания покупать-докупать что-то еще. Если затею строить 2-канальную версию – там да, возможно придется подумать про импульсное питание, т.к. трансформатор >=160 Вт будет уже слишком солиден по габаритам.

      «Паяльник шимует полусинус и регулировочная характеристика не совсем пропорциональна времени включения регулирующего транзистора.»
      Здесь не стоит забывать про имеющуюся тепловую инерционность паяльника, которая это попросту сгладит (усреднит). Иными словами, просто-напросто нет смысла «полировать» дизайн настолько сильно. Достаточно глянуть в схемы веллеровских станций, чтобы такие максималистские желания резко остыли.

      Удалить

Ваш комментарий откроется после проверки и подтверждения.
Благодарю за понимание необходимости проверки!