Ny firmware till T-962 lödugn

[Andax]

Har ingen erfarenhet alls av feedforward term till PID, har knappt ens jobbat med PID innan.

Här är en bra schematisk bild av feedforward som jag tycker beskriver det bra.



Genom att man använder inversen av en modell av systemet man försöker reglera kan man räkna fram "optimala" styrsignaler för att styra systemet. Eftersom modellen och verkligheten inte överrensstämmer behöver man en återkoppling (ofta i form av en PID-regulator) som ska reglera bort restfelet.

Eftersom man använder en modell som beskriver systemet mycket bättre än en PID så kan man köra med mycket snällare parametrar för restfels-PID-regulatorn än om man bara kört PID-reglering utan feedforward.

[Agwan]

Kvällens snabbexperiment. Plockade upp miniugnen jag köpte av en annan forum:are för några dagar sedan. 42 min senare hade jag en reglerande reflowugn. Jag kom på att extruderkortet jag gjort tidigare borde fungera perfekt för att styra ugnen. Kortet hade redan ingång för termoelement och utgång som kunde användas för att styra ett solidstaterelä. Behövde inte ändra något i koden ens, bara trimma lite på PID-regulatorn. Ugnen tar på sig 1 min för att öka från 100 till 200 grader. Den har en egen termostat som iaf inte slår av på 350 grader. Blir faktiskt ganska så fint, jag låter reglagen för över och undervärme fortsätta användas, samt timern som man bara behöver vrida om för att starta ugnen och så blir det en extra säkring för att ugnen inte går på när den inte skall.

Men jag kan hålla med korken, feed-forward kanske inte är så dumt. Jag funderade iofs på att först prova PWM-styrning. Som jag kör nu har jag bara oändligt P, och då skjuter jag över 20 grader, satte jag in en stor andel D också, så sköt jag över 10 grader varje sväng. Så tanken med PWM:en var att låta PID:en styra hur stor andel av en sekund (eller annat lämpligt medellångt intervall) som elementen skall köra. Det borde kunna ta bort det mesta av overshooten.

Funkar inte det så är det bara att köra på med samma tanke med PWM, och så mata på 10%, 20%... 100% av tiden och se vilken temperatur vardera tillslagstid ger, och så dra linjer mellan de punkterna och använda det som feed-forward.

Jag är förvånad över hur enkelt gjord en sån här ugn är. Två lager plåt är enda isoleringen på sidorna, bak och under är det bara ett lager. Blir kanske att lägga på lite isolering senare, iaf åt det håll där elektroniken skall sitta. Kvar att göra är kodningen för att styra set-temperaturen efter en vald reflow-kurva.

[Swech]

Testar ni med att ha något i ugnarna eller är det i tomgång som ni kör?
Olika kort med olika stora komponenter på kan ställa till det i slutänden.
D.v.s. för klena ugnar klarar ibland inte t.ex. större elektrolyter medans
0603 blir ditsvetsade....

Swech

[Agwan]

Blir inte stora komponenter blandade med små alltid problem i reflowugnar oavsett ugnens storlek? Det räcker ju liksom inte att tillföra mer energi snabbare för den lilla resistorn blir alltid snabbare varm än den stora elektrolyten.

I min lilla ugn så skall man säkert inte blanda så mycket stora och små komponenter. Just en elektrolyt kan man ju handlöda efteråt.

[Zhorts]

Vad man gör "på riktigt" när man har blandade komponenter är ofta att ha en längre "shelf", förvärmningsplatå. Man lägger den så långt upp som man kan utan att förstöra något, men ändå så långt upp att steget upp tills tennet smälter är så litet som möjligt. Sen kan man även justera rampen från platå upp till max, men här börjar det bli lite känsligt eftersom man är inne och tullar på komponenternas max-rating, men det kan vara värt att ha något sätt att justera dessa tre parametrar på utifrån (shelf height, shelf length och post-shelf ramp rate). På så sätt kan man minimera problemen med lite trial & error. Men att blanda stora mF-elektrolyter och 0402-resistorer är en dålig idé som man aldrig kommer lyckas lösa särskilt bra...

Tycker för övrigt att det ser intressant och bra ut - on-off-regleringen borde till och med duga så länge det inte handlar om de känsligaste kretsarna. Den följde profilen förvånansvärt bra.

[Meduza]

http://hackaday.com/2014/11/27/improvin ... flow-oven/

[daer]

Men det är ju alldeles utmärkt.
Förhoppningsvis så behöver jag då inte göra detta klart.
Mycket enklare att använda något som andra redan gjort. Saknar inte andra projekt som jag vill göra.

Man kan undra lite över timingen.
Jag skapade denna tråd 2014-10-27 första committen på github 2014-11-15.
Hur det än ligger till så är det bara bra att det finns alternativ.

[Andax]

Fast stannar du nu så finns det risk att du inte får det som du vill ha det!

[lgrfbs]

Och världen blir en valmöjlighet mindre:
Den här version eller den andra versionen.

Det har varit mycket intressant att följa tråden, precis som tråden om robotgräsklipparen från Biltema som också skulle uppgraderas till fungerande nivå.

[wj_]

Det här är ju helt galet, och visar hur liten världen är ibland! Det är jag som ligger bakom hacket som omnämndes på Hackaday i slutet av november. Jag packade upp ugnen här den 7 november och konstaterade väldigt snabbt som alla andra att mjukvaran sög. Google var inte till någon hjälp vad gällde att hitta andra projekt som försökte lösa problemet, bara att hitta fler som tyckte det var märkligt att ingen grävt ordentligt i det tidigare. Två dagar senare hade jag kommit till min "hello world":

Temperaturgivarna i ugnen som jag har här beter sig lite märkligt när man börjar närma sig 230 grader, de tar lång tid på sig att komma upp i temperatur (vilket får till följd att man skjuter över temperaturen ganska ordentligt om man ligger länge på höga temperaturer). Jag bytte ut de två termogivarna och la till interface för fyra givare så jag kan hålla koll på faktisk korttemperatur också (eller extra känsliga komponenter).

Kul att se att det finns andra som tänker likadant! Nu blev jag lite inspirerad att kolla in feed-forward!!

/wj

[edit: Anledningen att jag hittade tråden nu var att Andax skickade ett mail och tipsade om Svenska Elektronikforumet, det var evigheter sedan jag var här och kollade. Har bott i USA nu i snart 5 år och det har inte blivit så mycket svensk elektroniksurfning dessvärre]

[Andax]

Uppgraderade min T-962 med en DS18B20 enl wj_ förslag och flashade om den med hans FW version 0.4.0. Återstår att kalibrera tempsensorerna.
Gjorde ett försök idag. Till min hjälp hade jag två PT1000-givare och en Weber grill-termometer (som extra kontroll).
Dock kan jag säga att jag inte blev speciellt klok. Jag placerade PT1000 så nära de inbyggda thermocouple-givarna som möjligt. Gissningsvis ca 1-2 cm ifrån. När jag körde första körningen så stegade jag ca 10 grader i taget och väntade 10 minuter innan jag läste av.
För det första kunde jag konstatera att PT1000-givarna visar större och större skillnad ju högre upp jag gick i temperatur. När jag var uppe ca 170 grader visade de ca 40-50 graders skillnad. Trodde då att det var något fel på sensorerna och bytte plats på dem inför nästa körning. Det blev samma resultat då (dvs den som satt till höger visade fortfarande högre temperatur, trots bytet av sensor)
Dvs det verkar vara väldigt dålig värmefördelning inne i ugnen. Nu stater jag min fan speed till ca 30. Frågan är om fläkten går för långsamt för att cirkulera luften tillräckligt? Dock kan det ju vara problem att få upp värmen tillräckligt snabbt om man kör fläkten för fort.

Hur känslig är reflow-lödning för övertemperaturer? Givetvis beroende på komponenter etc, men mellan tummen och pekfingret. Har inte använt min T-962 ännu så jag har inte själv någon erfarenhet.

[wj_]

Det låter som en väldigt stor temperaturskillnad mellan vänster och höger sida! Håller ugnens avläsning med om skillnaden?

Det jag funderar på är om fläkten går för _fort_ och blåser in för mycket kall luft som på grund av det något ojämna plåtarbetet mellan fläkten och ugnen sprids ojämnt? Om du kör på en och samma temperatur och testar olika fläkthastigheten både över och under 30, påverkar det skillnaden i temperatur alls?

Om du kör blyfritt så du behöver nå 245C topptemperatur så är det ganska kritiskt att faktiskt hålla sig iallafall under 260C, det är många komponenter som inte gillar högre temperaturer. Kör du med low-temp-pasta kommer du undan med större variationer, samma om du kör med blyad pasta. För att göra det hela svårare så blir olika komponenter olika varma ändå beroende på färg och ytbehandling. Att reflowa metallblanka USB-kontakter ihop med mattsvarta ytmonterade stiftlister blyfritt är inte helt enkelt, det finns stor risk att stiftlisten smälter och USB-kontakten inte blir ordentligt lödd. Jag har haft tur hittills på grund av att kortet i sig verkar hjälpa till att värma USB-kontakterna så det jämnar ut temperaturen lite. Jag har bara kört OSHParks lila kort i T-962:an än så länge. Att fästa en tempgivare på en bit kretskort och placera på olika ställen i ugnen kan ge en indikation på hur jämnt fördelad värmen är. Tänk på att palla upp kortet med ett par andra kretskort, ett i varje ände så ditt kort som du vill löda (eller bara mäta med) inte kyls av av plåten undertill. Det är ett mindre problem när du har kört en reflowcykel i ugnen "tom" innan du börjar men något att tänka på. Allt som leder bort värme från kortet är i de flesta fall dåligt (om nu inte din ugn öser på alldeles för mycket värme till att börja med).

Grilltermometer var en intressant ide! Vad visade din Weber när du körde?

[Andax]

Hann med en liten test igår igen. Nu med ytterligare en extern tempsensor för att säkerställa att det inte var fel i mätningarna.
Testade med en dubbel typ-K givare (en placerade vid varje intern sensor). Även denna gång såg jag en tempdiff mellan höger och vänster på ca 40-50 grader. Tog även kort på IR-elementen och de ser väl hyfsat jämnröda ut.

Notera att det är någon bugg i forumet. Miniatyrbilden är roterad 180 grader fel. Fast klickar man på bilden och får upp den riktiga så är den rättvänd!

IMG_0370.JPG