Jump to content
ELFORUM - Forumul Electronistilor
Mircea Sabau

Stație de lipit analogica cu amplificator operational și ecran

Recommended Posts

Nu va mai agitați. 

@miticamy a făcut bine simularea și mai mult decit atit a demonstrat ca trebuie pusa și corecția pt offset-ul generat de circuitul de corecție termica.

Fară acel circuit nu este capabil sa măsoare temperaturi prea mari pt ca ajunge în saturatie amplificatorul cu chopare. 

 

Schema este pt mai multe variante de plantare:

-varianta ieftina cu un singur operațional ceva mai bun decit un LM358 alimentat la 15V. La aceasta varianta se poate renunța și la compensarea termica. 

-varianta mai scumpa cu un operațional cu chopare alimentat la 5V și urmat de un comparator cu 393 ce realizează compararea temperaturii curente cu cea setata, comparator care este alimentat la 15V.

 

Deci toti aveți dreptate! 

 

@miticamy , dacă nu este cu supărare am sa te rog totuși sa repeți simularea dar pt o schema modificata, avind corecție de offset, dar care nu am postat-o încă. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Revin cu schema corectata, avind posibilitate de reglaj a offsetului generat de circuitul de compensare termica.

 

GmVYkQJ.png

 

GJM9PGm.png

 

iSAD2zW.png

 

Daca mai vrea cineva sa faca o simulare......

 

 

Edited by sesebe

Share this post


Link to post
Share on other sites

IC6 nu este cumva 78M15?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Ba da, ai dreptate.

Am folosit capsula de la integratul ala.

Multumesc, am corectat.

 

PS: componentele cu steluta verde sint pt versiunea mai performanta.

PS2: @manolo stiu ca butonezi si tu SMD-uri. Vrei sa arunci un ochi si sa-mi spui daca vezi vreo problema?

 

Edited by sesebe

Share this post


Link to post
Share on other sites

Daca ai afisa numele pieselor, ar fi mai usor de comentat.

 

Asa de la distanta:

1. Nu as pune conectoare care ies in afara PCB-ului.

2. Nu as pune un LED in mijlocul PCB-ului. Il pui pe margine (daca se pupa cu instalarea intr-o anumita carcasa - instalare la 90 grade) sau pui un header 2 pini sa se traga fire la orice carcasa. Daca e numai pentru teste... pui un SMD.

3. Poate nu conteaza, dar n-ai decuplat - ca la carte - nici un opamp/comp.

4. Ai incalecat P1 cu SV1, poate crea confuzii anumitor colegi. Dar e OK cata vreme este explicat clar.

 

 

PS: ca sa nu mai folosesti capsula altei componente, ti-o creezi tu de aici https://library.io/.  E nevoie de cont la Autodesk, dar nu e nimic invaziv.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)
Acum 8 ore, Thunderer a spus:

Daca ai afisa numele pieselor, ar fi mai usor de comentat.

 

Asa de la distanta:

1. Nu as pune conectoare care ies in afara PCB-ului.     - de acord dar dacă se utilizează conectorii albaștri cu șurub destul de raspinditi nu mai ies inafara PCB-ului, distanta între pini fiind aceeasi

2. Nu as pune un LED in mijlocul PCB-ului. Il pui pe margine (daca se pupa cu instalarea intr-o anumita carcasa - instalare la 90 grade) sau pui un header 2 pini sa se traga fire la orice carcasa. Daca e numai pentru teste... pui un SMD.       - acolo vine header (aceeași distanta între pini) dar am lăsat LED-ul ca să se vadă unde-i conectat LED-ul. 

3. Poate nu conteaza, dar n-ai decuplat - ca la carte - nici un opamp/comp.        - da și nu. LM393 este decuplat chiar lingă pinul 8 iar la varianta nu este foarte departe. Op-ul chopper este decuplat tot lingă pin. 

4. Ai incalecat P1 cu SV1, poate crea confuzii anumitor colegi. Dar e OK cata vreme este explicat clar.

    - ai dreptate

 

PS: ca sa nu mai folosesti capsula altei componente, ti-o creezi tu de aici https://library.io/.  E nevoie de cont la Autodesk, dar nu e nimic invaziv.         - Eu mi le fac direct în editorul din Eagle dar in acest caz chiar nu era nevoie, trebuia numai sa schimb numele componentei. 

 

 

PS: vad ca nimeni nu a comentat nimic legat de lipsa gaurilor pt fixarea placii.

Sint sau nu necesare?

Edited by sesebe

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Nu am stat sa disec schema dar privind simularile si comentariul cu off-setul mi se pare ca head-room-ul existent nu este prea fericit ales.

Adica eu ma astept ca atunci cand se activeaza protectia de deconctare senzor afisarea sa indice o temperatura dubla fata de maxium posibil de reglat, in speta 800-900 grade sau macar in gama respectiva, deci tensiunile de lucru uzuale sa fie MAXIM pe la jumatate din tensiunea posibil de prelucrat.

 

Din ce am observat eu pe simulari dupa etajul amplificator ai 4,02V in caz de activare a protectiei - foarte bine.

Problema vine insa din faptul ca ai 2,89V la 2mV pe termocuplu, apoi 3,93V la 10mV pe termocuplu si in cele din urma 3,95V la 15mV pe termocuplu.

Nu inteleg de ce neliniaritatea? / toate valorile din randul de mai sus ma asteptam sa fie sub 2V / adica jumatate din ce era in varianta cu protectia activata.

Ceva este gresit fie in simulare fie in etajul de amplificare.

 

Va atrag atentia ca pe termocuplu este uzual sa ai valori pana in 25mV, defapt acoperitor si in zona la liniaritate trebuie neaparat sa fie si 30mV

 

In mod normal ai 23mV la 420 grade pe varf, si cam orice statie are capabilitate de cel putin 420 grade la maxim.

 

Neliniaritatea tensiunii de iesire este neasteptata, trebuia sa avem la 10mV tensiune dubla fata de cea de la 5mV. La 20mV trebuia sa avem tensiune dubla fata de cea de la 10mV etc.

Daca asta nu se respecta atunci nu se va putea folosi un voltmetru pentru indicarea temperaturii...

 

Daca tensiunile sunt decalate cu o valoare fixa fata de masa... (oare?) atunci nu vad rostul, sunt destule IC cu "common mode voltage" care include masa si oricum chiar si asa este neliniaritate MARE intre punctele din simulare.

Edited by Dxxx

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nu am urmarit cu maximă atenție deci s-ar putea să fiu în eroare ( și îmi cer scuze anticipat dacă e așa ) dar mi se pare că acolo avem cca 11-12mV de la circuitul de compensare a joncțiunii reci + cîteva zeci de mV de la termocuplă, totul înmulțit cu 230 . Asta dă peste 5V de unde limitarea ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Dxxx, pe intrarea la operational ai tensiunea de la termocuplu sumata cu aproximativ 12-14mV.

Tensiunea maxima pt pastrarea in range-ul liniar la o alimentare de 5V, amplificare de 200X si cu un operational care are Vout max =Vplus-2V (tensiune de saturatie a iesirii) este mult sub valorile folosite in simulare.

Neliniaritatea este data de faptul ca operationalul incepe sa se satureze pe la o tensiune de termocuplu de 5-7mV. Avind in vedere ca simularea s-a facut cu LM358 atunci alimentarea operationalului ar fi trebuit sa se faca cu 15V pt ca il inlocuieste pe MC33272 care este alimentat la 15V.

MCP6V11, care este ales pt varianta mai performanta, este rail-to-rail in/out si s-ar fi saturat iesirea undeva pe la 4.8-4.9V deci o zona de lucru extinsa. In cazul utilizarii MCP6V11 compararea de tensiune se face cu un comparator dedicat alimentat la 15V.

 

Dar in oricare din cazuri, daca se utilizeaza circuitul de compensare termica atunci TREBUIE facuta si corectia de offset generata de el, corectie realizata prin aplicarea pe intrarea cu minus a unui potential regabil intre 0 si 20mV. Folosind aceasta corectie ar trebui ca amplificatorul sa functioneze OK intr-o plaja mult mai mare de tensiuni de intrare.

In functie de timpul disponibil am sa incerc sa fac eu simularea in pspice la servici pt ca simulatoarele "gratis" nu-mi inspira suficienta incredere (si nici nu stiu sa le utilizez) iar pspice "cracuit" nu am acasa.

 

@UDAR exact!

 

Edited by sesebe

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

In caz ca cineva imi spune ca tensiunile corelate cu temperaturile amintite de mine mai sus par gresite, fac urmatoarele mentiuni:

  • temperaturile sunt cele masurate direct pe varful letconului
  • tensiunile (23 / 25 sau 30mV) sunt cele date de termocuplul letconului (ele masoara temperatura in rezistenta, care este mult mai mare ca a varfului)
  • masuratorile au fost facute pe un lot de peste 10 bucati de letcoane Gordak, cu termocuplu K.

 

Udar, cred ca defapt tu ai analizat mai in profunzime ca mine, nici nu calculasem amplificarea  - dar 30mV inmultit cu 230 duce la o tensiune mult prea mare, deja semnificativ PESTE railul pozitiv, ce sa mai vorbim de headroom...

Deci oricum amplificarea acolo peste x100 nu permite nici domeniul de reglaj temperatura, dar cu atat mai putin functionarea protectiei...

 

Protectia trebuie sa dea la iesirea amplificatorului o tensiune mai mare decat cea care poate fi data de potentiometrul de programare, intr-un astfel de mod incat termostatul sa nu deschida deloc Mosfetul cat timp protectia este activa, indiferent in ce pozitie este potentiometrul.

 

 

ATENTIE aici discutam de un punct de functionare care mi se pare prost ales.

INSA, ca principiu schema este mult mai buna decat cea initiala, cum spuneam nu ii gasesc probleme majore.

Edited by Dxxx

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dxxx tu cumva pui colegii la treaba sa perfectioneze schema dupa cum ai vrea tu sa fie? Cumva o sa scoti la vânzare vre un kit dupa ce sesebe o termina de modelat? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Ultima simulare este mai bine, insa totusi ecartul intre ce iese la 30mV si ce iese la protectia de deconectare este cam prea mic, cred ca trebuie amplificare mai mica.

 

In plus ar trebui considerate doua aspecte:

  1. care este temperatura maxima la iesirea statiei in functionare (programabila din potentiometru). Aici este prerogativa fiecarui proiectant. Prea mica restrange domeniul in care poate fi utilizata statia. Dar nici prea mare nu este bine si pentru fiabilitate, si pentru ca sa nu se inghesuie pe cursa potentiometrului temperaturile uzuale pe un unghi prea mic. (Eu, pana am hotarat asupra acestui aspect, am experimentat cateva luni de zile...)
  2. ce sensibilitate are voltmetrul

Din punctul 2 rezulta OARECUM ce tensiune trebuie sa avem la iesire (P7 pe simulare) si  ce amplificare trebuie sa aiba etajul.

Aici puteti foarte bine sa reluati masuratori pe un numar suficient de letcoane, sau sa preluati munca mea, deja facuta.

 

Ca sa se inteleaga uite un exemplu numeric:

  • temperatura maxima Tmx propusa 430 grade
  • 24mV pe senzor la Tmx
  • "430" afisat de voltmetru - EVIDENT la Tmx
  • tensiunea P7 poate fi DE EXEMPLU 4,3V pentru un voltmetru cu afisare 9,99 la o tensiune de 9,99V, care prin eliminarea virgulei se transforma in "430"

 

Ca idee, deci, tensiunea obtinuta in simulare mi se pare inutil de mare, probabil ar fi mai bine cu amplificarea pe la jumatate. (de la inceput aveam o astfel de impresie).

 

De aici incolo se poate alege ce varianta doriti, nu exista puncte de functionare gresite, dar exista unele optime si altele mai putin optime.

Contributia mea are rost cat va ajut sa nu repetati un volum mare de munca prin care eu deja am trecut cu niste ani in urma... dar se poate sa continuati fara a tine cont de ce spun eu si veti ajunge tot pe acolo la corecturile finale. Cred ca ajutorul meu va duce mai repede si mai usor spre finalitate.

Edited by Dxxx

Share this post


Link to post
Share on other sites

Am facut si eu o simulare , poate va fi cu folos

IMG_20190729_161411.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.