Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Темы » Ремонт, модернизация » Модернизация самодельной мини-печи для фьюзинга – применение программируемого термоконтроллера Altec-рс410, программирование

    Модернизация самодельной мини-печи для фьюзинга – применение программируемого термоконтроллера Altec-рс410, программирование



    Самодельная печь для фьюзинга из электрической конфорки хороша многим, но в имеющейся конфигурации были два очень серьезных недостатка. Печь, даже в утепленном варианте имела довольно большие потери излучением (при высоких температурах), это не позволяло делать правильный отжиг спекшихся деталей – стекло после печи имело значительные внутренние напряжения. Это приводило к повышенному браку. Часто детали лопались при пайке (монтаже их средствами витражной техники Тиффани).

    Второй момент – большое неудобство, впрочем, сугубо организационного смысла. Управление ходом сплавления вручную по таймеру. При этом, оператор был привязан к печи часами. Пропустив важный момент, можно было запросто испортить ценную заготовку. Применение недорогого программируемого промышленного контроллера китайского производства позволило нейтрализовать оба недостатка и сделать работу максимально простой и технологичной, вида – положил-включил-завтра забрал готовое.


    Фото 1



    Фото 2



    Фото 3. Пример деталей выполненных в технике фьюзинг, в описываемой печи. Фото 1,2 – заготовки; фото 3 – готовые детали, установленные в витражный абажур светильника.


    В целом, весь процесс сплавления стекол должен подчиняться определенной сложной зависимости время-температура. Часто ее называют термопрофилем.


    Экспериментально выстраданный термопрофиль стекла для фьюзинга Spektrum, получившийся в авторской печи, где: r – скорость изменения температуры. Нарисован несколько не в масштабе.


    Рассмотрим первую причину предыдущих периодических неудач – плохой отжиг. Здесь виновата низкая тепловая инерционность печи – легкие огнеупоры ограждения рабочей камеры быстро нагреваются и быстро же остывают, в то время как для снятия напряжений в стекле, нужна не только выдержка при определенной, зависящей от сорта стекла, температуре, но и очень низкий темп остывания. Не менее чем (градусов/сек). А при выключении нагревателей печи, получалось более чем (тех же градусов/сек). Потому и частый брак. То есть, регулирование осуществлялось вручную – включить/выключить печь, включил – она нагревается со своим, ей угодным темпом, выключил – так же остывает. И если темп нагрева (тоже важно) можно замедлить, включив последовательно с нагревателем печи дополнительное сопротивление (разумно снизить мощность нагревателя внутри рабочей камеры), то снизить темп остывания, можно только изменив конструкцию печи. Утяжелив нагреваемую массу. Простой термоконтроллер занят только скорейшим достижением и точным поддержанием выбранной температуры и только. Все эти ваши темпы, не его задача. Вот и оставались напряжения внутри готовой детали – иногда чуть тронь и а-га. Более того, даже если сделать толстый муфель, остывание не будет равномерным – от 550 до ~300°С все равно печь будет остывать быстрее, чем от тех же 300 до комнатной температуры – потери на излучение.

    Модернизация самодельной мини-печи для фьюзинга – применение программируемого термоконтроллера Altec-рс410, программирование

    Простой температурный ПИД-контроллер задействованный в первой ипостаси печи. Умеет только точно удерживать выбранную температуру. Делает он это хорошо, молодец, но в данном применении этого мало.


    Применение программируемого термоконтроллера, способного самостоятельно поддерживать внутри печи нужный термопрофиль, кроме полной автоматизации – смены температур в нужный момент, вполне решает и описанную задачу. То есть, скорость изменения температур (и ее постоянство) задается и очень точно контролируется. По крайней мере, те, которые способна обеспечить печь. Наши две главные скорости – первоначального нагрева и остывания в конце процесса удается задавать и регулировать в нужных пределах в полной мере. То есть в простой, легкой (масса) и недорогой печи из современных огнеупорных материалов, например «керамического одеяла», можно создать условия остывания как в массивной из сплошного шамота. Более того, в течение одного непрерывного процесса, можно запрограммировать их разными (например - r2 и r3, см. термопрофиль выше). Это упрощает, удешевляет, облегчает и в то же время расширяет. Очень.


    Что было использовано при работе

    Кроме собственно, улучшаемой печи и нового контроллера, пригодились – набор инструментов для электромонтажа, в том числе паяльник с принадлежностями, мелкий слесарный инструмент. Для настройки и опытов - таймер-секундомер, ИК пирометр, самодельный полярископ (стрессомер). Опыты производились с образцами художественного стекла для фьюзинга.



    Новый контроллер



    Термоконтроллер Altec-pc410, способен обеспечивать сложный температурный процесс по заданному термопрофилю. Применяется в основном в паяльных станциях для монтажа BGA микросхем.


    В качестве «Большого Брата» выбран термоконтроллер Altec-pc410 китайского производства. Его основная специализация – применение в BGA паяльных станциях. Микросхемы такого типа имеют контактные площадки для пайки, на дне и микросхема при монтаже греется насвозь. Сверху. Это обуславливает точное слежение за температурами и контролируемую скорость их нарастания во избежание термоудара. В отличие от множества аналогов, например популярного «печного» ОВЕНа-251, здесь задается не время на каждый шаг программы, а именно скорость нарастания, как параметр более значимый и информативный для помянутой пайки. Но для работы со стеклом это также удобнее! К тому же Altec имеет больше памяти (программ) и стоит, более чем в два раза дешевле отечественного. К минусам его, следует отнести менее наглядную индикацию, без вычерченной кривой со светодиодиками, передняя панель Altec кажется более сложной, без мнемосхем, а поскольку пользуются фьюзинг-печами в основном барышни, это серьезное препятствие. Впрочем, программируется элементарно. Пользоваться еще проще.

    Подключение

    Здесь, термоконтроллер, для проверки был подключен на живую нитку к старому блоку управления. Вместо контроллера обычного, однотемпературного, не программного. Контроллер не установлен в корпус как положено – это только проверка работоспособности прибора и идеи. В дальнейшем, контроллер будет работать с новой, несколько большей печью, в своей коробке, с трехфазной нагрузкой.

    Управляющий выход прибора подключен к имеющемуся тиристорному ключу, на вход подан сигнал с заделанной в печь термопары К-типа (хромель-алюмель). Устройство дополнительно требует две внешних кнопки «Пуск» и «Стоп». Причем, контакты «Пуск» должны быть замкнуты все время выполнения программы.

    В предыдущем варианте для некоторого снижения темпа нагрева, последовательно с нагревателем печи было включено внешнее сопротивление – масляный нагреватель 2кВт.



    Теперь его можно не использовать – на задней стенке блока удалена розетка для его подключения, изменена коммутация. При этом повышается, и изрядно, КПД печи – убираются потери электричества на радиаторе. Всё в дом.






    Программирование

    Следует понимать, что существует не один вариант описываемого прибора – т.н. «исполнения», вполне могущие отличаться в незначительных деталях. Общий принцип, однако, един.


    Первоначальное конфигурирование

    Прибор в принципе универсальный и перед работой следует его сконфигурировать - включить нужные функции, ограничить их в нужных пределах, отключить ненужные, изменить некоторые параметры для удобной работы в конкретном применении.

    Прибор предназначен для работы в составе паяльного оборудования. Максимальная температура при этом - 400°С. В фабричной конфигурации контроллер работает в этих пределах.
    Итак. Для входа в меню параметров конфигурации следует нажать и удерживать более 3 сек. клавишу PAR/SET, найти параметр SP h и установить его нужное значение. В данном случае, хотя бы 800°С.


    Программирование термопрофиля

    Здесь все очень просто. Приведу наглядную памятку, с лицевой панели разрабатываемого блока управления.




    То есть программа состоит из нескольких шагов, каждому шагу соответствует три параметра: L- нужная температура; d – время ее удержания; r – скорость ее нарастания. Ага – раз-два-три, раз-два-три, раз-два-три… Остальное очевидно.


    Выводы

    Получилось чудо как хорошо! Однажды настроенная печь работает исключительно без малейшей мороки и вполовину экономнее. Спекание превратилось в удовольствие.



    Передняя панель при некоторой привычке показалась вполне информативной и понятной. Даже при беглом взгляде легко понять, какой момент отрабатывает программа.

    Очень хотелось связать контроллер с компьютером. Возможность такая есть, но оказалось – совершенно незачем. Блажь и только. Легко программируется и без компьютера. Один раз. Потом только вызывается нужная программа из памяти. Более того, все программное обеспечение (есть несколько вариантов) для РС-шника, тоже для пайки – до 400°С. Ну да и черт с ним.


    Babay Mazay, ноябрь, 2019 г.
    Вопрос\тема автоматически публикуется в соц. сети сайта - следите и там за ответами:
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Надёжная присоска на лобовое стекло автомобиля

    Как прошить фонарик для изменения режимов работы

    Добавить комментарий

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии