Eigenbau Lötstation

[steg14]

schaut euch bitte mal den Plan an:
http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/index.htm
soll so was wie ne Weller WSD-50 werden. Mit dem entsprechenden Lötkolben.
Ist das so OK? (Bevor ich die Platine belichte)
Verbesserungsvorschläge?

[Hubert.G]

AVCC laut Datenblatt versorgen, sonst funktioniert Port C nicht.
Kondensatoren 100n unmittelbar an die Ein und Ausgänge der Spannungsregler und zum OP.

[shaun]

Der MOC braucht 30mA zum sicheren Triggern, in Deiner Schaltung bekommt er gerade mal 10mA. Die Impulse in den Nulldurchgängen werden relativ steil, sicher, dass dort schon der Haltestrom erreicht ist? Du verwendest doch sicher einen uC, warum lässt Du den nicht den Nulldurchgang erkennen und dann einen ordentlich langen Triggerimpuls erzeugen, und wieso überhaupt Opto-Triac und noch einen "normalen"? Ich habe sowas zwar auch mal gebaut, aber nur, weil galvanische Trennung zwischen Lastkreis und uC-Schaltung gefordert war (letztere steuerte nämlich auch ein Labornetzteil, und zwischen diesem und den Lötkolbenanschlüssen sollte auf keinen Fall eine Verbindung bestehen)
Schaltplan davon irgendwo auf http://www.engcyclopedia.de

[steg14]

AVCC habe ich vergessen. Jetzt hängt er über 100Ohm an VCC.
So richtig wie im Bild?
Ein paar Stützkondensatoren sind jetzt auch im Schaltplan. Ich löte die immer unter das IC oder in den Sockel.

Mit dem MOC das stimmt, ich hatte mir das Datenblatt nicht angesehen. Meiner schaltet schon bei 5mA (gemessen) deshalb geht es so.
Der Optotriac steuert einen normalen, wie im Datenblatt angegeben.

Ich hätte da eine neue Idee. Wie wäre es wenn ich den Trafo primärseitig schalte? Dann könnte ein MOC3041 die Ansteuerung übernehmen incl. Nulldurchgangserkennung. Ausserdem könnte ich ein 24V Schaltnetzteil verwenden. Ich denke dem Lötkolben ist das egal.

[Hubert.G]

L1 anstelle von R10, VCC direkt an +V

[steg14]

L1 anstelle von R10, VCC direkt an +V

warum? weil es jeder so macht?
Guck mal AR040 (Bild)
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1619.pdf
Am AVCC habe ich selbst bei 5KOhm keinen Spannungsabfall messen können. Da sollte ein RC-Filter genügen.

[Hubert.G]

Es geht nicht darum ob es jeder so macht, sondern weil es im Datenblatt so steht und das sicher nicht ohne Grund. Hast du schon mal wärend einer ADC-Wandlung am AVCC gemessen?

[shaun]

Du willst nicht wirklich ein Schaltnetzteil mit einem TRIAC ständig ein- und auschalten oder? Das wird nicht funktionieren. Kannst ja als Feldversuch mal Deinen Fernseher alle paar Vollwellen mal ans Netz legen und wieder aus und wieder an... Selbst wenn es anlaufen sollte, wird der Ausgang recht undefiniert sein und das Ding recht schnell ableben.
Auch den Trafo würde ich nicht schalten, zumal Du dann wg der induktiven Last nicht mehr im Spannungsnull schalten darfst!
Entweder Du lässt den TRIAC sekundärseitig wie praktisch alle Hersteller das seit eh und je machen und setzt eine wie auch immer geartete Steuerung ein (uC, TRIAC-Steuer-IC mit Nulldurchgangsdetektor) oder Du baust Das 24V-SNT so um, dass Du es durch den uC steuern kannst, wovon ich Dir aber abraten möchte.
Übrigens: dass Dein ausgesuchter MOC bei 5mA schaltet berechtigt Dich nicht zu der Annahme, dass die das alle tun werden. Hättest Du Lust, in einem Jahr den MOC austausche zu müssen und dann festzustellen, dass es nicht mehr geht, weil Dir die Exemplarstreuung letztes Mal zugearbeitet hat? Die Angaben in den Datenblättern machen schon einen gewissen Sinn, und wer die verletzt sollte SEHR genau wissen, was er tut.
Hast Du überhaupt gemessen, ob er beide Halbwellen sicher geschaltet hat? TRIACs, ob galvanisch oder optisch gesteuert ist erstmal egal, können in vier Quadranten betrieben werden und benötigen je nach Quadrant unterschiedliche Triggerenergie (bzw -ströme bei galvanischer Ansteuerung)

[steg14]

@Hubert
also gut statt 100Ohm eine Drossel.

@shaun
das mit dem MOC war nicht so gemeint, dass ich es lasse wie es ist.
Meiner ist ein MOC3032, bei dem gehts. Ich schreibe einfach eine Bemerkung dazu, dass der Widerstand je nach verwendetem Optokoppler berechnet werden muss.
Ich habe gestern ein Schaltnetzteil, primärseitig geschaltet. Das geht prima, aber du hast Recht, es geht nicht mit jedem, Fernseher schon mal gar nicht. Meins ist von einem Halogenseilsystem, umgebaut auf 24V. Lässt sich auch ohne Triac, direkt per Optokoppler ansteuern.
Der Nachteil ist nur, dann kann nicht mehr jeder einfach die Schaltung nachbauen. Vorteil, das Gerät wird sehr leicht.
Mit dem Trafo primärseitig hast du auch wieder Recht.

Jetz bleiben also 4 Varianten:
1. Umgebautes Hologenschaltnetzteil (so würde ich es machen)
2. Trafo sekundär mit Thyristor und MOC3041 o.ä.
3. Trafo sekundär mit Thyristor meine Schaltung
4. Trafo sekundär mit Thyristor Nulldurchgangserkennung mit µC

[shaun]

Das umgebaute Netzteil musst Du ja auch irgendwie schalten. Ausserdem frage ich mich gerade, wie lange der kleine Optotriac das Ein- und Ausschalten des Netzteils unter Last(!) durchhält.
Als Du SNT schriebst, dachte ich an ein primärgetaktetes, geregeltes 24V-DC-SNT, vielleicht noch mit PFC usw. So ein Teil wirst Du ganz sicher nicht vollwellenweise bestromen können. Wie lange das Halogending das mitmacht steht aber auch in den Sternen, denn gedacht sind die Teile für Phasenabschnittssteuerungen, und eine solche hast Du ja nicht vorgesehen.
Zu Punkt 3: Deine Schaltung triggert wie gesagt nur sehr kurz, uU zu kurz, um genug Haltestrom fliessen zu lassen, insbesondere, wenn Du keine rein ohmsche Last mehr anschliesst.

[steg14]

@shaun
mit umgebautem SNT meinte ich sowas wie im Bild.
Das kann man mit einem einfachen Optokoppler, ein-ausschalten.
Die Netzspannung von dem SNT schalten geht aber auch, nicht mit dem Optotriac, der steuert immer noch einen normalen Triac.
Mein SNT hat sekundär keinen Glrichrichter und keine Siebung, ich denke aber das ist dem Lötkolben egal.
Ich denke schon, dass ich eine Phasenabschnittssteuerungen habe. Das SNT selbst hat eine und ich schalte davon wieder mehrere Phasen ein und aus. Sehr langsam halt mit 0,5Hz. Wie nennst du eine solche Steuerung?
Zu Punkt 3: es funktioniert bei mir so, ich weiss nur es auch mit anderen Bauteilen sicher funktioniert.

Ich denke ich werde Punkt 4 realisieren. Denn eine Schaltung die voraussetzt, dass man Schaltnetzteile umbauen muss, ist wohl nicht sehr nachbausicher.
Dann lieber eine etwas aufwendigere SW.

[steg14]

Hallo Leute,
ich habe alles nochmal überarbeitet. Nulldurchgang wird nun vom AVR erkannt:
http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/index.htm
Ist das jetzt OK so?

[Jakob L.]

Hallo,

wenn du schon ein Schaltnetzteil mit DC Ausgang verwendest, dann kannst du die Regelung der Last einfach per PWM mit einem Mosfet machen. Wenn du einen Logic Level Mosfet (z.B. IRLZ34N) nimmst, dann kann dieser über einen kleinen Gatewiderstand direkt von dem µC angesteuert werden.

Gruss
Jakob

[steg14]

Hallo Jakob,
das geht, aber normalerweise hat jedes SNT schon eine Regelung, die sich leicht von aussen über Optokoppler beeinflussen lässt. Ich habe schon einige umgebaut. Zwei Regelungen hintereinander machen selten Sinn und verschwenden Energie.
Deshalb werde ich auch den sekundär geschalteten Trafo nehmen. Ich denke da sind die Verluste am kleinsten. Man soll ja CO2 vermeiden wo es nur geht.
Wenn niemand mehr einen Fehler findet baue ich das Ding morgen mal zusammen.

[PICture]

Hallo steg14!

Wenn es Deine Hartware und Programm vereifachen könnte, könntest Du die PWM so realisieren, das Du die 0,5 Hz PWM nur durch ändern den im Nullpunkt Angeschalteten Halbwellen von Netzspannung realisierst. So kannst Du die Auflösung beliebig erhöhen indem Du die PWM Periode erhöhst.

Übrigens, ich habe in Deinem Schaltplan keine Fehler gefunden, nur dass die Pins vom OPV und seine Versorgungsspannungen nicht beschriftet sind.

MfG

[shaun]

@steg: achso, Du hast einen normalen OK (Transistorausgang) in die SNT-Schaltung integriert. Dann ist klar, aber trotzdem solltest Du diese Variante nur im Nulldurchgang schalten, gibt sonst so hässliche Stromspitzen.
Phasenabschnitt bedeutet, innerhalb einer Halbwelle zu einem definierten Zeitpunkt abzuschalten. Das geht netzseitig nur mit Transistoren (naja, GTO oder Kommutierung mit 2. Thyristor ginge auch, aber das ist Geschichte, zumindest in diesem Leistungsbereich). Da Du das Netzteil wie nun geklärt anderweitig steuerst, könnte es schon sein, dass Du die Halbwelle abschneidest, kommt halt drauf an, ob Du nur den Wiederanlauf unterbindest (wird ja meist mit Diac gemacht) oder die Oszillation stoppst.
Die Trafovariante ist Nachbau- und auch sonst sicherer, die SNT-Variante energiesparender, also wenn Du da dran bleiben möchtest und schön die Fingers von der Netzspannung lässt - warum nicht...

[steg14]

@shaun ich nehme dem SNT per OK die Referenzspannung weg, da gibt es keinen Nulldurchgang. Aber das Thema ist eh erledigt, weils keiner nachbauen kann. Ist die SNT-Variante wirklich energiesparender? Ich dachte die hätten max.80% Wirkungsgrad.

Jetzt habe ich aus Versehen, die alte Version der Platine gemacht :-(
Eigentlich wollte ich 24V schalten. Jetzt sind es die 230V.
Wenn ich primär schalten will, macht man das dann im Stromnulldurchgang oder Spannungsnulldurchgang?
Kann man 90° Phasenverschiebung beim Trafo rechnen?

[shaun]

Du willst ja immer stromlos schalten, nur ist das bei Induktivitären halt 90 Grad nach dem Spannungsnull. Also liegst Du im großen und ganzen richtig.
Ein Trafo braucht leider auch Leistung, wenn er nur vor sich hin brummt, und da das bei der Lötstation durchaus einen großen Teil der Einschaltdauer ausmacht, ist der Wirkungsgrad der Trafolösung sicher geringer als der eines SNT. Welche Referenzspannung schaltest Du bei dem Ding? Ich kenne diese Teile nur als selbstschwingende Halbbrückenwandler mit konstantem Übersetzungsverhältnis. Schaltplan?

[steg14]

@shaun
ich habe das Teil nicht näher untersucht. Da war irgendwo ne Z-Diode drin, ich habe sie überbrückt und das Ding hat aufgehört zu schwingen. Dann habe ich mit einem im 2Hz takt ein-ausgeschaltet (mit Last) und einen Dauertest gemacht. Hat funkrioniert, warum ist mir egal. Also keine wissenschaftliche sondern die try and error Methode ;-)

Übrigens war in meinem Plan doch ein Fehler. PB3 wird für den Taster und gleichzeitig fürs LCD benutzt. Ginge zwar auch aber das war keine Absicht.

Sonst läuft die Schaltung im Prinzip. Ich kann Sollwerte einstellen und die Isttemperatur messen. Jetzt muss ich mir eine Regeltaktik ausdenken.

[shaun]

Zweipunkt oder PI, das ist hier die Frage :)
Wenn Du die SNT-Variante weiter verfolgst, solltest Du aber wirklich näher ergründen, was Du da genau tust. Einfach so irgendwas Brücken ist vielleicht nicht ganz optimal ...

[steg14]

Ich habe mir schon die PID AN von Atmel angesehen, aber das ist wohl übertrieben. Diese Regelungstechnik habe ich noch kapiert. Ich werde einfach während dem Löten mal die Temperatur beobacheten und dann verschiedene Regelungen testen. Ist ja ne schöne Spielerei :-)

Ein Problem gibt es noch. Wenn ich eine Temperatur einstelle sollte sie sinnvollerweise beim nächsten Einschalten wieder da sein. Jetzt will ich aber nicht bei jeder Sollwertänderung diese im EEPROM speichern, der lässt sich ja nicht so oft beschreiben. Geht es nur beim Ausschalten zu speichern? Auch wenn ich einfach die Steckdose abschalte?

[shaun]

Ich habe in meiner Lötstation seinerzeit eine einfache Zweipunktregelung eingesetzt, da das Ding in Assembler programmiert und auch für den Ausbildungsbereich überschaubar bleiben sollte. Gut, PID gibt's zwar analog auch in der Lehre, aber die diskrete Mathematik für ein uC-Programm wäre etwas viel geworden. Die Temperatur pendelt zwar ein bisschen, aber das bin ich als jahrelanger überzeugter Magnastat-Benutzer ja gewohnt :)
Das Speichern haben wir so gelöst, dass die eingestellte Temperatur immer dann ins EEPROM geschrieben wird, wenn 5s oder so keine Veränderung vorgenommen wird.
Hast Du Dir die Doku auf meiner Homepage mal durchgelesen? (Labornetzgerät + Lötstation mit Prozessorsteuerung)

[steg14]

Habs gefunden, da steht:
"zwei Sekunden nach dem Loslassen der Tastwippe zeigt die Anzeige wieder den Betriebszustand an. Ausserdem wird in diesem Moment der Sollwert im EEPROM des Microcontrollers abgelegt, so dass nach dem Einschalten die zuletzt gewählte Temperatur unmittelbar zur Verfügung steht."

So kann man das machen, der EEPROM ist 100.000mal wiederbeschreibbar, das dürfte reichen.

[steg14]

So das Ding ist praktisch fertig.
Im Moment läuft es mit so ner Art 3Punkt Regelung. Die Temperatur ist sehr konstant. Aber ich habs noch nicht während dem Löten beobachtet.
Die Aktuelle korrigierte Version ist jetzt auf meiner HP.
Auch das C-Programm:
http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/c-programm.txt
Vielen Dank schon mal an alle.
Verbesserungsvorschläge sind natürlich weiterhin willkommen.
dass ich nicht Programmieren kann weiss ich schon :-$

[steg14]

Die OPV Schaltung meiner Lötkolbenregelung habe ich nun mal so angepasst, dass Thermoelemente oder PTC- oder Platin-Temperaturfühler verwendet werden können.

http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/index.htm

Kennt vielleicht jemand Werte von solchen Fühlern in Lötkolben, dann könnte ich die in einer Tabelle angeben?
Oder könnt ihr mal an euren messen...

@shaun
welche Lötkolben hattet ihr bei eurem Uniprojekt getestet?

[shaun]

Irgendsoein Ersa-Ding. Ich habs mir nicht ausgesucht, das Teil war auch Vorgabe der Firma, die diese Kiste entwickelt haben wollte.

[steg14]

Kommt mich so vor als hätte Ersa immer ein Typ-K Thermoelement und Weller einen komischen Platinsensor mit 24Ohm Kaltwiderstand.
Sagt mir wenn ich mich irre!

[shaun]

Was in dem Ersa drin war müsste so einigermaßen aus unserer Doku hervorgehen, beim Weller kann ich Dir höchstens nachher sagen, was im Entlötkolben ist.