Κλείσιμο του βρόχου στο Surface Mount Συγκόλληση: 4 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-13 06:57

Η θερμοκρασία φαίνεται ότι είναι το πιο εύκολο πράγμα στον κόσμο για έλεγχο. Ενεργοποιήστε τη σόμπα και ρυθμίστε τη θερμοκρασία που θέλετε. Ενεργοποιήστε το φούρνο το πρωί και ρυθμίστε τον θερμοστάτη. Ρυθμίστε το ζεστό και κρύο νερό για να κάνετε το ντους σωστά. Ανετα! Τι γίνεται όμως αν θέλετε να ελέγχετε τη θερμοκρασία πέρα από αυτές τις καθημερινές εφαρμογές; Εάν θέλετε θερμοκρασίες εκτός των φυσιολογικών ορίων ή θέλετε σταθερή θερμοκρασία σε στενό εύρος, είστε κυρίως μόνοι σας.

Στην περίπτωσή μου, ήθελα να ελέγξω τη θερμοκρασία μιας εστίας που χρησιμοποιείται για συγκόλληση επιφανειών. Αρχικά, χρησιμοποίησα διαμόρφωση πλάτους παλμού για να παράσχω σταθερές θερμοκρασίες και πειραματικά καθορισμένες ρυθμίσεις για να δημιουργήσω το απαιτούμενο προφίλ θερμοκρασίας. Μπορείτε να διαβάσετε τα πάντα για αυτό σε αυτό το Instructable. Αυτό το σύστημα λειτουργεί και ο έλεγχος της θερμοκρασίας με αυτόν τον τρόπο είναι εντάξει, αλλά έχει ελλείψεις.

Ελλείψεις:

• Λειτουργεί μόνο για τη συγκεκριμένη εστία μου. Άλλα είναι παρόμοια, αλλά όχι πανομοιότυπα και απαιτούνται πειράματα για τον προσδιορισμό των ρυθμίσεων και των χρόνων που απαιτούνται για την παραγωγή του απαιτούμενου προφίλ.
• Ameδια κατάσταση αν θέλω διαφορετικό προφίλ ή θερμοκρασία.
• Η διαδικασία συγκόλλησης διαρκεί πολύ, καθώς οι σταθερές θερμοκρασίες πρέπει να προσεγγίζονται αργά.

Στην ιδανική περίπτωση, θα μπορούσαμε απλώς να καθορίσουμε ένα προφίλ θερμοκρασίας-χρόνου, να πατήσουμε ένα κουμπί και ο ελεγκτής θα έκανε την εστία να λειτουργήσει όπως έχει προγραμματιστεί. Γνωρίζουμε ότι αυτό είναι δυνατό αφού υπάρχουν πολλές βιομηχανικές διαδικασίες που χρησιμοποιούν ακριβώς αυτό το είδος ελέγχου. Το ερώτημα είναι αν αυτό μπορεί να γίνει εύκολα και ανέξοδα στο σπίτι;

Όπως ίσως μαντέψατε, αφού γράφω αυτό το Instructable, η απάντηση είναι ναι! Αυτό το Instructable θα σας δείξει πώς να φτιάξετε τον δικό σας ελεγκτή θερμοκρασίας βιομηχανικής ισχύος. Θα στοχεύσω ιδιαίτερα τη συγκόλληση επιφανειών, αλλά κάθε διαδικασία που απαιτεί ακριβές προφίλ θερμοκρασίας χρόνου μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτό το σύστημα.

Σημείωση: Όταν χρησιμοποιώ το όνομα "Arduino" εννοώ όχι μόνο το (όχι εντελώς) πνευματικά δικαιώματα του Arduino, αλλά και τις πολλές δημόσιες εκδόσεις που είναι συλλογικά γνωστές ως "Freeduino". Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιώ τον όρο «Ard/Free-duino», αλλά οι όροι θα πρέπει να θεωρούνται εναλλάξιμοι για τους σκοπούς του παρόντος Οδηγού.

Το σχήμα ελέγχου θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται στο Extreme Surface Mount Soldering Instructable είναι γνωστό ως έλεγχος ανοιχτού βρόχου. Δηλαδή, μια τιμή που έχει παράγει την επιθυμητή θερμοκρασία στο παρελθόν αναμένεται να παράγει την ίδια θερμοκρασία όταν χρησιμοποιείται ξανά. Συχνά αυτό ισχύει και παράγει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Αλλά αν οι συνθήκες είναι ελαφρώς διαφορετικές, ας πούμε ότι το γκαράζ όπου δουλεύουμε είναι πολύ πιο δροσερό ή πιο ζεστό, τότε μπορεί να μην έχετε το αναμενόμενο αποτέλεσμα.

Εάν έχουμε έναν αισθητήρα που μπορεί να διαβάσει τη θερμοκρασία και να την αναφέρει πίσω σε έναν ελεγκτή, τότε έχουμε έλεγχο κλειστού βρόχου. Ο ελεγκτής είναι σε θέση να ορίσει μια αρχική τιμή για να αυξήσει τη θερμοκρασία, να κοιτάξει τη θερμοκρασία όσο περνά ο καιρός και να προσαρμόσει τη ρύθμιση ώστε η θερμοκρασία να ανέβει ή να χαμηλώσει μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία.

Η προσέγγισή μας θα είναι να αντικαταστήσουμε τον ελεγκτή PWM που βασίζεται σε AVRTiny2313 με έναν πιο ισχυρό ελεγκτή που βασίζεται σε ATMega. Ο προγραμματισμός θα γίνει στο περιβάλλον Arduino. Θα χρησιμοποιήσουμε έναν υπολογιστή (Linux-Mac-Windows) που εκτελείται Processing για την εμφάνιση των αποτελεσμάτων και την προσαρμογή του ελεγκτή.

Για τον αισθητήρα, θα χρησιμοποιήσουμε αισθητήρα υπέρυθρης θερμοκρασίας από το Harbor Freight. Ο αισθητήρας IR θα τροποποιηθεί ώστε να εξάγει τη θερμοκρασία ως σειριακή ροή δεδομένων που μπορεί να διαβάσει ο ελεγκτής. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα Ard/Free-duino ως χειριστήριο, με έναν υπολογιστή (Mac-Linux-Windows) για είσοδο στον ελεγκτή. Όταν τελειώσουμε όλοι, το σύστημα θα μοιάζει με την εικόνα. (Ενδέχεται όμως να έχετε λιγότερο ξένα κυκλώματα στο breadboard σας. Δεν πειράζει.)

Βήμα 1: Τροποποίηση του αισθητήρα IR

Ευχαριστώ πολύ τον έξυπνο φίλο μου, τον Σκοτ Ντίξον, για την προσεκτική του ντετέκτιβ στο να καταλάβει πώς λειτουργεί αυτό το όργανο και πώς να το κάνει γενικά χρήσιμο με ένα χειριστήριο εκθέτοντας τη σειριακή του διεπαφή.

Η συσκευή με την οποία θα ξεκινήσουμε είναι το Harbor Freight Part Number: 93984-5VGA. Κόστος περίπου $ 25. Μην μπείτε στον κόπο να αγοράσετε την εγγύηση.:)} Ιδού ο σύνδεσμος. Τα σχήματα 1 και 2 δείχνουν προβολές εμπρός και πίσω. Τα βέλη στο σχήμα 2 υποδεικνύουν πού βρίσκονται οι βίδες που συγκρατούν τη θήκη μαζί. Το σχήμα 3 δείχνει το εσωτερικό της θήκης όταν αφαιρούνται οι βίδες και ανοίγει η θήκη. Η μονάδα δείκτη λέιζερ πιθανότατα μπορεί να αφαιρεθεί και να χρησιμοποιηθεί για άλλα έργα, αν και δεν το έχω κάνει ακόμα. Τα βέλη δείχνουν τις βίδες για να τις αφαιρέσετε εάν θέλετε να την αφαιρέσετε για να την κολλήσετε (βίδες που αφαιρέθηκαν σε αυτήν την εικόνα). Επίσης, υποδεικνύεται η περιοχή όπου πρέπει να γίνει διακοπή για την έξοδο της καλωδίωσης από τη θήκη. Δείτε επίσης το Σχήμα 5. Κάντε το κόψιμο ενώ αφαιρείται η σανίδα ή τουλάχιστον πριν κολλήσετε τα καλώδια. Είναι πιο εύκολο έτσι.;)} Το σχήμα 4 δείχνει πού θα συγκολληθούν τα καλώδια. Σημειώστε το γράμμα κάθε σύνδεσης, ώστε να γνωρίζετε ποιο είναι το καλώδιο όταν κλείσετε τη θήκη. Το σχήμα 5 δείχνει τα σύρματα που συγκολλήθηκαν στη θέση τους και δρομολογήθηκαν μέσω της αποκοπής. Τώρα μπορείτε να τοποθετήσετε ξανά τη θήκη και το όργανο πρέπει να λειτουργεί όπως έκανε πριν από τη λειτουργία σας. Σημειώστε τον σύνδεσμο στα καλώδια. Χρησιμοποιώ μακρύτερα καλώδια για να συνδεθώ πραγματικά με τον ελεγκτή μου. Εάν χρησιμοποιείτε μικρό σύρμα, έναν μικρό σύνδεσμο και κρατάτε τα καλώδια κοντά, μπορείτε να τα βάλετε όλα πίσω στη θήκη, αν το επιθυμείτε και το όργανο φαίνεται να μην έχει τροποποιηθεί. Ο Scott έχει επίσης δημιουργήσει το λογισμικό για τη διασύνδεση αυτής της συσκευής. Χρησιμοποίησε αυτό το έγγραφο αν θέλετε τις λεπτομέρειες. Αυτό είναι! Έχετε τώρα έναν αισθητήρα θερμοκρασίας IR που θα λειτουργεί από -33 έως 250 C.

Βήμα 2: Λογισμικό για έλεγχο

Όσο χρήσιμος και αν είναι, ο αισθητήρας θερμοκρασίας IR είναι μόνο μέρος του συστήματος. Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας, απαιτούνται τρία στοιχεία: μια πηγή θερμότητας, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας και ένας ελεγκτής που μπορεί να διαβάσει τον αισθητήρα και να δώσει εντολή στην πηγή θερμότητας. Στην περίπτωσή μας, η θερμική πλάκα είναι η πηγή θερμότητας, ο αισθητήρας θερμοκρασίας IR (όπως τροποποιήθηκε στο τελευταίο βήμα) είναι ο αισθητήρας μας και ένα Ard/Free-duino που λειτουργεί κατάλληλο λογισμικό είναι ο ελεγκτής. Όλο το λογισμικό για αυτό το Instructable μπορεί να μεταφορτωθεί ως πακέτο Arduino και ως πακέτο επεξεργασίας.

Κατεβάστε το αρχείο IR_PID_Ard.zip. Αποσυμπιέστε το στον κατάλογο Arduino (συνήθως Τα έγγραφά μου/Arduino). Κατεβάστε το αρχείο PID_Plotter.zip. Αποσυμπιέστε το στον κατάλογο επεξεργασίας (συνήθως Τα έγγραφά μου/επεξεργασία). Τα αρχεία θα είναι πλέον διαθέσιμα στα κατάλληλα βιβλία σχεδίων.

Το λογισμικό που θα χρησιμοποιήσουμε γράφτηκε αρχικά από τον Tim Hirzel. Τροποποιείται με την προσθήκη της διεπαφής στον αισθητήρα IR (παρέχεται από τον Scott Dixon). Το λογισμικό υλοποιεί έναν αλγόριθμο ελέγχου γνωστό ως αλγόριθμος PID. Το PID σημαίνει Αναλογικό - Ολοκληρωτικό - Παράγωγο και είναι ο τυπικός αλγόριθμος που χρησιμοποιείται για τον βιομηχανικό έλεγχο θερμοκρασίας. Αυτός ο αλγόριθμος περιγράφεται σε ένα εξαιρετικό άρθρο του Tim Wescott στο οποίο ο Tim Hirzel βασίζει το λογισμικό του. Διαβάστε το άρθρο εδώ.

Για να συντονίσετε τον αλγόριθμο (διαβάστε σχετικά στο άρθρο που αναφέρεται) και να αλλάξετε τις ρυθμίσεις θερμοκρασίας στόχου, θα χρησιμοποιήσουμε ένα σκίτσο επεξεργασίας, που επίσης αναπτύχθηκε από τον Tim Hirzel. Αναπτύχθηκε για το ψήσιμο κόκκων καφέ (άλλη εφαρμογή ελέγχου θερμοκρασίας) και ονομάστηκε Bare Bones Coffee Controller ή BBCC. Πέρα από το όνομα, λειτουργεί τέλεια για συγκόλληση επιφανειών. Μπορείτε να κατεβάσετε την αρχική έκδοση εδώ.

Τροποποίηση του λογισμικού

Στη συνέχεια, υποθέτω ότι είστε εξοικειωμένοι με το Arduino και την Επεξεργασία. Εάν δεν είστε, τότε θα πρέπει να περάσετε από τα σεμινάρια μέχρι να αρχίσουν να έχουν νόημα τα πράγματα. Φροντίστε να δημοσιεύσετε σχόλια σε αυτό το Instructable και θα προσπαθήσω να βοηθήσω.

Ο ελεγκτής PID πρέπει να τροποποιηθεί για το Arduino/Freeduino σας. Η γραμμή ρολογιού από τον αισθητήρα IR πρέπει να είναι προσαρτημένη σε έναν πείρο διακοπής. Σε ένα Arduino, αυτό μπορεί να είναι 1 ή 0. Σε Freeduinos διαφόρων ειδών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τυχόν διαθέσιμες διακοπές. Συνδέστε τη γραμμή δεδομένων από τον αισθητήρα σε άλλο κοντινό pin (όπως D0 ή D1 ή άλλο pin της επιλογής σας). Η γραμμή ελέγχου προς την εστία μπορεί να προέρχεται από οποιαδήποτε ψηφιακή ακίδα. Στον συγκεκριμένο κλώνο Freeduino (περιγράψτε εδώ), χρησιμοποίησα το D1 και τη σχετική διακοπή (1) για ρολόι, D0 για δεδομένα και B4 για τη γραμμή ελέγχου της θερμής πλάκας.

Αφού κατεβάσετε το λογισμικό, ξεκινήστε το περιβάλλον Arduino και ανοίξτε το IR_PID από το στοιχείο μενού Αρχείο/Sketchbook. Κάτω από την καρτέλα pwm, μπορείτε να ορίσετε το HEAT_RELAY_PIN ως κατάλληλο για την παραλλαγή Arduino ή Freeduino. Κάτω από την καρτέλα temp, κάντε το ίδιο για τον κωδικό IR_CLK, τον κωδικό IR_DATA και τον IR_INT. Θα πρέπει να είστε έτοιμοι για μεταγλώττιση και λήψη.

Ομοίως, ξεκινήστε το περιβάλλον επεξεργασίας και ανοίξτε το σκίτσο PID_Plotter. Προσαρμόστε το BAUDRATE στη σωστή τιμή και φροντίστε να ορίσετε το ευρετήριο που χρησιμοποιείται στο Serial.list () [1] στη σωστή τιμή για το σύστημά σας (η θύρα μου είναι ο δείκτης 1).

Βήμα 3: Συνδέστε τα όλα επάνω

Το σύστημα ελέγχου θερμαινόμενης πλάκας AC περιγράφεται λεπτομερώς στο Extreme Surface Mount Soldering Instructable που ήδη αναφέρθηκε, ή μπορείτε να αγοράσετε το δικό σας SSR (ρελέ στερεάς κατάστασης). Βεβαιωθείτε ότι μπορεί να χειριστεί το φορτίο της θερμής πλάκας με επαρκές περιθώριο, ας πούμε μια βαθμολογία 20 έως 40 watt, καθώς οι δοκιμές που έγιναν από τους Κινέζους μπορεί να αφήσουν κάτι το επιθυμητό. Εάν χρησιμοποιείτε τον ελεγκτή εναλλασσόμενου ζεστού πιάτου από το Instructable μου, τότε τρέξτε έναν βραχυκυκλωτήρα από την αντίσταση στην είσοδο ελέγχου στη γείωση στο Ard/Free-duino και έναν βραχυκυκλωτήρα από την έξοδο ελέγχου (B4, ή ό, τι επιλέξατε) στο σήμα ελέγχου Εισαγωγή. Δείτε την εικόνα του χειριστηρίου. Ο κίτρινος άλτης είναι η είσοδος σήματος ελέγχου και ο πράσινος άλτης πηγαίνει στο έδαφος. Μου αρέσει να χρησιμοποιώ ένα φως αναλαμπής (οδήγησε με αντίσταση στη γείωση) στον πείρο εξόδου, ώστε να ξέρω πότε είναι ενεργοποιημένος. Συνδέστε το βραχυκυκλωτήρα σας μεταξύ του led και της θύρας όπως φαίνεται. Ανατρέξτε στο διάγραμμα σύνδεσης Teensy ++.

Τώρα φτιάξτε ένα στήριγμα για να κρατήσετε τον αισθητήρα θερμοκρασίας IR πάνω από την εστία σας. Η εικόνα δείχνει τι έκανα. Απλός αλλά στιβαρός είναι ο κανόνας. Κρατήστε οτιδήποτε εύφλεκτο καλά μακριά από την εστία. ο αισθητήρας είναι πλαστικός και φαίνεται να είναι μόλις 3 ίντσες πάνω από την επιφάνεια της πλάκας. Τρέξτε καλώδια από τη σύνδεση στον αισθητήρα σας στις κατάλληλες ακίδες στο Ard/Free-duino σας. Οι συνδέσεις για τον αισθητήρα IR εμφανίζονται στο διάγραμμα σύνδεσης Teensy ++. Προσαρμόστε αυτά όπως απαιτείται για το Ard/Free-duino σας.

Σημαντική σημείωση ασφάλειας: Ο αισθητήρας IR έχει έναν δείκτη led που βοηθά στην στόχευσή του. Εάν έχετε γάτες σαν τη δική μου, τους αρέσει να κυνηγούν το δείκτη led. Καλύψτε λοιπόν το led με κάποια αδιαφανή ταινία για να μην πετάξουν οι γάτες σας στο καυτό πιάτο όταν το χρησιμοποιείτε.

Πριν συνδέσετε τον ελεγκτή εναλλασσόμενου ρεύματος σε 120V, δείτε πώς μπορείτε να δοκιμάσετε το σύστημα και να ορίσετε τις αρχικές τιμές -στόχους για τη θερμοκρασία. Προτείνω μια θερμοκρασία -στόχο 20 C ώστε η θέρμανση να μην ξεκινήσει αμέσως. Αυτές οι τιμές θα αποθηκευτούν στο EEPROM και θα χρησιμοποιηθούν την επόμενη φορά, οπότε βεβαιωθείτε ότι αποθηκεύετε πάντα μια χαμηλή τιμή ως τη θερμοκρασία -στόχο όταν τελειώσετε με μια περίοδο σύνδεσης. Θεωρώ ότι είναι καλή ιδέα να ξεκινήσω τον ελεγκτή θερμοκρασίας με την εστία απενεργοποιημένη στην αρχή. Βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν προτού τα συνδέσετε.

Συνδέστε τη σειριακή σας θύρα στο Arduino και ενεργοποιήστε το. Συγκεντρώστε το σκίτσο Arduino και κατεβάστε το. Ξεκινήστε το σκίτσο επεξεργασίας για να αλληλεπιδράσετε με τον ελεγκτή και να εμφανίσετε τα αποτελέσματα. Περιστασιακά, το σκίτσο Arduino δεν θα συγχρονιστεί με το σκίτσο επεξεργασίας. Όταν συμβεί αυτό, θα δείτε το μήνυμα "No Update" στο παράθυρο της κονσόλας του σκίτσου Processing. Απλώς σταματήστε και επανεκκινήστε το σκίτσο επεξεργασίας και τα πράγματα πρέπει να είναι εντάξει. Εάν όχι, ρίξτε μια ματιά στην παρακάτω ενότητα Αντιμετώπιση προβλημάτων.

Εδώ είναι οι εντολές για τον ελεγκτή. "Δέλτα" είναι το ποσό που θα αλλάξει μια παράμετρος όταν έχει εντολή. Αρχικά ορίστε την τιμή του δέλτα που θέλετε να χρησιμοποιήσετε. Στη συνέχεια, ρυθμίστε την επιθυμητή παράμετρο χρησιμοποιώντας αυτό το δέλτα. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε τα + και - για να κάνετε το δέλτα 10. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το T (κεφαλαίο "T") για να αυξήσετε τη ρύθμιση της θερμοκρασίας στόχου κατά 10 βαθμούς C, ή t (πεζά "t") για να μειώσετε τη θερμοκρασία στόχου κατά 10 μοίρες Το Εντολές:

+/-: προσαρμόζω το δέλτα κατά συντελεστή δέκα P/p: πάνω/κάτω προσαρμόζω κέρδος p με δέλτα I/i: πάνω/κάτω προσαρμόζω κέρδος κατά δέλτα D/d: πάνω/κάτω προσαρμόζω d κέρδος κατά δέλτα T/t: πάνω/κάτω προσαρμόστε τη ρύθμιση θερμοκρασίας κατά το delta h: ενεργοποιήστε και απενεργοποιήστε την οθόνη βοήθειας R: επαναφέρετε τιμές - κάντε αυτό την πρώτη φορά που εκτελείτε το χειριστήριο

Μόλις λάβετε ενημερώσεις θερμοκρασίας, το γραφικό παράθυρο του σκίτσου πρέπει να μοιάζει με την εικόνα. Εάν έχετε μια μεγάλη γκρίζα περιοχή επιβλημένη στην οθόνη με ορισμένες εντολές που περιγράφονται, απλά πληκτρολογήστε "h" για να την καθαρίσετε. Όταν ξεκινάτε για πρώτη φορά, ενδέχεται να σας ζητηθεί να επαναφέρετε τις αρχικές τιμές. Προχώρα και κάντο αυτό. Οι τιμές στην επάνω δεξιά γωνία είναι οι τρέχουσες ενδείξεις και ρυθμίσεις. Ο "στόχος" είναι η τρέχουσα θερμοκρασία -στόχος και αλλάζει με την εντολή "t" όπως περιγράφεται παραπάνω. "Curr" είναι η τρέχουσα ένδειξη θερμοκρασίας από τον αισθητήρα. "P", "I" και "D" είναι οι παράμετροι για τον αλγόριθμο ελέγχου PID. Χρησιμοποιήστε τις εντολές "p", "i" και "d" για να τις αλλάξετε. Θα τα συζητήσω σε λίγο. Το "Pow" είναι η εντολή τροφοδοσίας από τον ελεγκτή PID στην εστία. Είναι μια τιμή μεταξύ 0 (πάντα απενεργοποιημένη) και 1000 (πάντα ενεργοποιημένη).

Εάν βάλετε το χέρι σας κάτω από τον αισθητήρα, θα πρέπει να δείτε την ένδειξη θερμοκρασίας (Curr) να ανεβαίνει. Εάν αυξήσετε τώρα τη θερμοκρασία -στόχο, θα δείτε την τιμή ισχύος (Pow) να αυξάνεται και το led εξόδου θα αναβοσβήνει. Αυξήστε τη θερμοκρασία -στόχο και το led εξόδου θα παραμείνει περισσότερο. Όταν η θερμαινόμενη πλάκα είναι συνδεδεμένη και λειτουργεί, η αύξηση της θερμοκρασίας στόχου θα προκαλέσει την ενεργοποίηση της εστίας. Καθώς η τρέχουσα θερμοκρασία πλησιάζει τη θερμοκρασία-στόχο, η έγκαιρη ώρα θα μειωθεί έτσι ώστε η θερμοκρασία-στόχος να προσεγγιστεί με ελάχιστη υπερβολική βολή. Στη συνέχεια, η έγκαιρη ώρα θα είναι αρκετή για να διατηρήσει τη θερμοκρασία -στόχο.

Δείτε πώς μπορείτε να ορίσετε τις παραμέτρους για τον αλγόριθμο PID. Μπορείτε να ξεκινήσετε με τις τιμές που χρησιμοποιώ. P του 40, I του 0,1 και D των 100. Το σύστημά μου θα κάνει ένα βήμα 50C σε περίπου 30 δευτερόλεπτα με υπέρβαση μικρότερη από 5 μοίρες. Εάν το σύστημά σας αποδίδει σημαντικά διαφορετικά, τότε θα θέλετε να το ρυθμίσετε. Ο συντονισμός ενός ελεγκτή PID μπορεί να είναι δύσκολος, αλλά το άρθρο που αναφέρθηκε παραπάνω εξηγεί πώς να το κάνετε πολύ αποτελεσματικά.

Τώρα ήρθε η ώρα για το πραγματικό. Συνδέστε τη θερμαινόμενη πλάκα στον ελεγκτή εναλλασσόμενου ρεύματος, όπως περιγράφεται στο Extreme Surface Mount Soldering. Βεβαιωθείτε ότι έχετε διαβάσει όλες τις προειδοποιήσεις εκεί. Τοποθετήστε τον αισθητήρα θερμοκρασίας σας έτσι ώστε να βρίσκεται περίπου 3 ίντσες πάνω από την εστία σας και δείχνοντάς τον απευθείας σε αυτό. Ενεργοποιήστε το Ard/Free-duino σας. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συνδέσεις είναι σωστές και ότι το λογισμικό σας (ο ελεγκτής PID και το πρόγραμμα παρακολούθησης) λειτουργεί σωστά. Ξεκινήστε με τη θερμοκρασία-στόχο να οριστεί στους 20 C. Στη συνέχεια, αυξήστε τη θερμοκρασία-στόχο στους 40 C. Η εστία πρέπει να ανάψει και η θερμοκρασία να αυξηθεί ομαλά στους 40C +/- 2 C. Τώρα μπορείτε να δοκιμάσετε να αυξήσετε τη θερμοκρασία καθώς παρατηρείτε την απόδοση του συστήματός σας. Θα παρατηρήσετε ότι χρειάζεται πολύ περισσότερο χρόνο για να κρυώσει το πιάτο από ό, τι για να ζεσταθεί.

Αντιμετώπιση προβλημάτων

Εάν το σκίτσο επεξεργασίας δεν εκτελείται ή δεν ενημερώνει τη θερμοκρασία, σταματήστε το σκίτσο επεξεργασίας και ξεκινήστε ένα σειριακό τερματικό (για παράδειγμα, Hyperterminal στα Windows). Πατήστε το πλήκτρο διαστήματος και πατήστε την επιστροφή. Το Arduino θα πρέπει να ανταποκρίνεται με την τρέχουσα ένδειξη θερμοκρασίας. Προσαρμόστε τις ρυθμίσεις του ρυθμού baud κ.λπ. έως ότου λάβετε την επιθυμητή απάντηση. Μόλις αυτό λειτουργήσει, το σκίτσο επεξεργασίας θα πρέπει να εκτελεστεί. Εάν εξακολουθείτε να αντιμετωπίζετε προβλήματα, βεβαιωθείτε ότι οι αντιστοιχίσεις καρφιτσών συμφωνούν με τη φυσική σας καλωδίωση και ότι έχετε συνδέσει το ρεύμα και τη γείωση στις κατάλληλες ακίδες του αισθητήρα θερμοκρασίας.

Βήμα 4: Συγκόλληση επιφάνειας

Η χρήση του συστήματος ελέγχου θερμοκρασίας που περιγράφεται σε αυτό το Εγχειρίδιο βελτιώνει τη συγκόλληση Extreme Surface Mount Soldering με δύο τρόπους. Πρώτον, ο έλεγχος θερμοκρασίας είναι πιο ακριβής και σημαντικά ταχύτερος. Έτσι, αντί να έχουμε μια αργή ράμπα από περίπου 120C στους 180C για περίπου 6 λεπτά, μπορούμε να πάμε γρήγορα στους 180C, να κρατήσουμε για 2 ½ έως 3 λεπτά και να πάμε γρήγορα στους 220C έως 240C για περίπου ένα λεπτό. Πρέπει ακόμη να προσέξουμε το σημείο που ρέει η συγκόλληση και να απενεργοποιήσουμε το ρεύμα ή απλά να χαμηλώσουμε γρήγορα τη θερμοκρασία -στόχο. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία πέφτει πολύ αργά, συνήθως γλιστράω τα κυκλώματά μου από την εστία μόλις η θερμοκρασία κρυώσει κάτω από τους 210C. Βάλτε τα σε ένα κομμάτι από ξύλο ή όχι σε μέταλλο. Το μέταλλο μπορεί να τα κάνει να κρυώσουν πολύ γρήγορα. Σημειώστε επίσης ότι μπορεί να χρειαστεί να αυξήσετε τη θερμοκρασία -στόχο πάνω από 250C (το μέγιστο που θα διαβάσει ο αισθητήρας) για να ζεσταθεί το πιάτο αρκετά σε ορισμένες περιοχές. Η πλάκα δεν θα φτάσει ούτε μία θερμοκρασία σε ολόκληρη την επιφάνεια αλλά θα είναι πιο ψυχρή σε ορισμένες περιοχές από άλλες. Θα το μάθετε πειραματίζοντας.

Ο δεύτερος τομέας βελτίωσης είναι η μείωση του χρόνου μεταξύ των κύκλων συγκόλλησης. Με το σύστημα ανοιχτού βρόχου, έπρεπε να περιμένω να κρυώσει η θερμαινόμενη πλάκα σε θερμοκρασία δωματίου (περίπου 20C) για να ξεκινήσει ένας νέος κύκλος συγκόλλησης. Εάν δεν το έκανα αυτό, τότε ο κύκλος θερμοκρασίας δεν θα ήταν σωστός (αλλαγή των αρχικών συνθηκών). Τώρα δεν έχω παρά να περιμένω μια σταθερή θερμοκρασία γύρω στους 100C και μπορώ να ξεκινήσω έναν νέο κύκλο.

Ο κύκλος θερμοκρασίας που χρησιμοποιώ τώρα υπονοείται παραπάνω, αλλά εδώ είναι ακριβώς. Ξεκινήστε στους 100C. Βάλτε τις σανίδες σας στο ζεστό πιάτο για δύο έως τρία λεπτά για να ζεσταθούν - περισσότερο με μεγάλα εξαρτήματα. Ρυθμίστε τη θερμοκρασία -στόχο στους 180C. Αυτή η θερμοκρασία επιτυγχάνεται σε λιγότερο από ένα λεπτό. Κρατήστε εδώ για 2 ½ λεπτά. Ορίστε τον στόχο σας στους 250C. Μόλις ρέει όλη η συγκόλληση, μειώστε τη θερμοκρασία -στόχο στους 100C περίπου. Η θερμοκρασία του πιάτου σας θα παραμείνει υψηλή. Μόλις μειωθεί στους 210C ή περάσει χρόνος 1 λεπτού, σύρετε τις σανίδες σας από την εστία σε μια πλατφόρμα ψύξης από σανίδες ή ξύλο. Η συγκόλληση έγινε.

Εάν επιθυμείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικό προφίλ θερμοκρασίας, δεν θα έχετε πρόβλημα να το επιτύχετε με αυτό το σύστημα ελέγχου.

Μπορεί να θέλετε να πειραματιστείτε με τη θέση του αισθητήρα θερμοκρασίας πάνω από την εστία σας. Διαπίστωσα ότι δεν φτάνουν όλες οι περιοχές της θερμής πλάκας την ίδια θερμοκρασία ταυτόχρονα. Έτσι, ανάλογα με το πού τοποθετείτε τον αισθητήρα σας, ο πραγματικός χρόνος και η θερμοκρασία που απαιτούνται για τη ροή της συγκόλλησης μπορεί να διαφέρουν. Μόλις επεξεργαστείτε μια συνταγή, χρησιμοποιήστε την ίδια θέση του αισθητήρα για επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα.

Καλή συγκόλληση!