JBC marka saplara kontrol unitesi tasarimi projesi

[Mikro Step]

JBC marka havya ve jimbiz almak uzereyken fiyatinin cok yuksek olusundan dolayi kendi tasarimi yapmaya karar verdim.

Orijnal JBC sap ve uclari alacagim. Fakat kontrol unitesi ozgun bir tasarimim olacak.

Devre semalari ve malzeme degerleri tamamen acik olacak. Isteyen kontrol kartini diledigi sekilde tasarlayabilir. Ben kontrol kartini STM32F103C8 ile yapacagim ve Hex kodunu da yayinlayacagim.

Henuz fisekleri ve saplari siparis etmedim.

Cimbiz tutamac ve fisekleri asagidakiler olacak.

JBC AT420-A adjustable tweezers​

JBC C420 series tips Tip shape: C420-272​

Kalem havya sapi olarak henuz ne alacagimi bilmiyorum.

Tasarim kervan yolda duzelir mantigi ile sekillenecek ve baslangic tasarim asagidaki gibi olacak.

Guc katindan kisaca bahsedecek olursak fisege/lere voltaj paslar seklinde gidiyor. Bu EMI acisindan sorun olusturursa sapa giden kablodan akacak akimi tamamen DC yapma yoluna gidebilirim. Gerekirse AC 220v tarafina hat filitresi konabilir. Bu tur degisiklikler oldukca semanin son halini ekleyecegim.

Tasarimi yukaridaki sekilde baslatmamin sebebi 220v la calisan guc kaynagi problemini de cozmek. Kronik sekilde minimal tasarim hastaligimdan dolayi limitleri asiri zorlayip cok az malzeme ile sorunu cozecegim.

Guc kati ve kontrol unitesi bir biriyle tamamen galvanik izolasyona sahip ve biribirlerine sadece 4 telle baglaniyorlar. (Kablo sayisi 3'e de inebilir.)

Kontrol unitesi sapta olusan bir kisa devreden aninda haberdar olamayacak. Bunun icin ayri bir geri bildirim hatti olusturmadim. Fakat kisa devre durumunda sistem kendini koruyor ve MCU sicaklik sensorunden gelen bilgiyi izleyerek dolayli yollardan bu durumu anlayabilir. Gerekirse uc kisa devre (asiri akim) oldu geri bildirimi icin eklenti yapilabilir.

Calisma esnasinda resistansin kisa devre olmasi halinde akimin her bir palsde tirmanma egimini dusurmek adina sekondere minik bir bobin eklemek gerekebilir.

Bu arada kontrol kartini USB uzerinden PC'ye baglayacagim. Fiziksel olarak ekran, dugme vs hic bir sey olmayacak ve tum kontrollar PC uzerinden yapilacak.

Neden boyle derseniz isi uzatmadan kestirmeden cozecegim.

Dolayisi ile kontrol karti enerjisini PC den alacak. PC yoksa lehim de yapamayacagim.

Su siralar elektronik malzeme adina tek bir direncim bile yok. Hatta lehim yapacak havyam da yok.
Hurdaya ayrilmis lazer yazcilardan sokecegim malzemeler guc kati icin fazlasiyla yeterli.

Bu arada tek bir malzemem yok derken hata yapmisim. STM32F103C8 ya da C6 Blue Pill'im var. Ama hepsi o kadar.

 

[volta]

Orijnal JBC sap ve uclari alacagim.

Bence orjinal sapa gerek yok. Bütün herşey uçta olduğu için sap sadece tutamaç görevi görüyor. Ayrıca jbc'nin sapları da pahalı. 500 TL'ye falan belki daha ucuza aliexpressten klon sap alınabilir. Yani orjinal sapın yarı fiyatına nereyse tüm sapların (NT115, T210 ve T245) klonu alınabilir.Tabi bunu normal havya için söylüyorum. Cımbızın klonu yok sanırım.

 

[Mikro Step]

Guc kati tasarimina transformator ile baslayalim. Fakat oncelikle JBC saplar kac wattir kac ohmdur yada kac amperdir?

Modele gore bu bilgiler degisiklik gosterse de baslangic noktamiz bu bilgiler olacak.

Fakat bu bilgiler bende yok.

 

[ozkarah]

Şu projeyi incelemek isteyebilirsiniz:

GitHub - sparkybg/UniSolder-5.2: Unisolder - The universal soldering controller

Unisolder - The universal soldering controller. Contribute to sparkybg/UniSolder-5.2 development by creating an account on GitHub.

github.com

 

[volta]

Guc kati tasarimina transformator ile baslayalim. Fakat oncelikle JBC saplar kac wattir kac ohmdur yada kac amperdir?

Modele gore bu bilgiler degisiklik gosterse de baslangic noktamiz bu bilgiler olacak.

Fakat bu bilgiler bende yok.

Burada bu bilgiler kısmen var.

JBC Handle & Cartridge Data - Page 1

JBC Handle & Cartridge Data - Page 1

www.eevblog.com

 

[Mikro Step]

JBC Handle & Cartridge Data - Page 1

JBC Handle & Cartridge Data - Page 1

www.eevblog.com

Yukaridaki siteden bazi bilgileri calmak zorunda kaldim.

C420 24V, Yaklasik 2.5 Ohm imis.

C1 -TC
C2 Heater
C3 +TC ve Heater

 

[Mikro Step]

Simdi direncimiz 2.5 Ohm ve cimbizda iki tane fisek var.

Benim tasarimda fisekleri ayri ayri degil paralel calistiracagim. Sensorlerden gelen verileri de birlestirip tek bir sicaklik verisi uretecegim.
Tabiki bu hic hos bir yaklasim degil.

Bu yaklasima gore yapilacak cihazda fisekler tek kaynaktan beslendikleri icin cimbiz kollari arasinda buyuk sicaklik farki olusabilir.

Basit olsun ucuz olsun dusuncesiyle varsin kusuru bu olsun.

Yazicidan sokecegim SMPS transformatorunu 20Khz de calistirabiliriz. Max duty degerini %25 sececerek kendimi guvende hissetmek istiyorum. Esasen sectigim topolojide duty %50 ye kadar cikabilir.

24v 2.5 Ohm da 230W ve akim 10A civarinda olacak. (Bu degerler gecici sure ile belki en fazla 20..30 sn icin.)

Elimde renkli ve cok iri cope gidecek bir yazici var. Onun nuvesi isimi gorecektir.

300V beslemede 230W 0.76A demektir. O halde %25 max duty de akimimiz 0.76*4=3A olacak.

Her bir fisekte 230w harcamaya kalkarsak cimbiz gibi narin uclari olan yapi icin abarti bir guc olur. Biz iki fisegin toplam gucunu 230W yapalim.

Cimbiz modunda cok guc lazim degil ama kalem havya modunda bu guce ihtiyacimiz olabilir.

Primerden 3A darbeler akitacagiz. O halde Mosumuzu 7A secebiliriz. Mosumuz 600V dan daha daha yuksek voltajlara dayanabilmeli. (IRF740 tarzi bir MOS is gorecektir.) Yazicinin SMPS i flyback ise zaten ordaki mos benim isimi hayli hayli gorecektir.

Printeri sokup trafoyu elimize almadan daha fazla hesap yapayacagiz.

Bu durumda cimbiz modunda max duty degerini %12.5, kalem havya modunda ise %25 yapmamiz gerekecek.

 

[volta]

Birde şöyle birşey varmış. Belki size faydası dokunabilir.

DIY Weller Solder Tweezers Controller

DIY Weller Soldering Controller for desoldering tweezer Project Objectives: Make a low cost soldering station for Weller solder tweezers. F...

superdiyprojects.blogspot.com

 

[taydin]

Bence 0 - 100% duty cycle PWM kontrol yapmak daha mantıklı. Cihazı ilk açtığında %100 ile birkaç saniyede hedef sıcaklığa ulaşılır.

Bir de cımbızın iki ayağını bağımsız olarak kontrol etmek bence önemli. Yoksa cımbızın tek ayağını ground plane'a dokundurursun, senin kontrol sistemi sıcaklık düştü diye basar akımı her iki bacağa, havadaki bacağın sıcaklığı da 500 ℃ yi geçer.

 

[Sercan]

Forumda epey konuda geçti bu bilgiler ama neticesi olan baştan sona tam bir proje hiç görmedim. Uzun zamandır aşağıdaki projeyi yapmak istedim ama vakit bulamadım.

 

[Omega]

@Mikro Step bu projede soketi uygunlaştırılmış başka markanın havya kolu da kullanılabilir değilmi?

 

[Mikro Step]

@Mikro Step bu projede soketi uygunlaştırılmış başka markanın havya kolu da kullanılabilir değilmi?

Guc katinda en fazla sekonder oraniyla oynamak gerekebilir. Fakat MCU tarafindan da gerekli adaptasyon yapilabilir.

Kucuk dokunuslar gerekebilir.

 

[Mikro Step]

Bence 0 - 100% duty cycle PWM kontrol yapmak daha mantıklı.

%25 duty guc olarak %100 duty anlamina geliyor.

Dolayisi ile duty ile ilgili registere yuklenen degeri degistirerek gucu %0...100 araliginda degistirebiliyoruz.

Kontrol kartinda MCU kullanma zorunlulugu yok.

Bir opamp, bir TL494 gibi yapi da fazlasiyla is gorur.

Projemiz ucuza mal olmali ama asagidaki cozum gibi de olmamali.

 

[Mikro Step]

Henuz havyam olmadigi icin arizali cihazlardan malzeme sokme isine baslayamadim.
Baslangic icin su siralar TS101 siparis etmem gerekecek.

Printerden sokecegim HF transformator icin konusurken eger flyback ise MOS'u da ordan sokerim demistim.
Fakat umarim flyback degildir cunku flyback nuvede gap bulunur. Halbuki benim uygulamada gap olmamasi gerekiyor. !!!

Bu biraz sikinti simdi.

Eger yazicidaki nuve gapli cikarsa bu kez arizali PC power supply bakmam gerekecek.

Yada sokecegim nuvede gap olursa bu durumda ilk semayi flyback yapiya cevirmek gerekecek. Flyback isin icine girince mecburen sekonderi de dogrultmamiz gerekir.

Isin kotusu nuveyi iki parcaya ayirmadan gap olup olmadigini bilemeyiz. Bu nedenle smps topolojisini pcbye bakip anlamak gerekecek.

 

[Altair]

Bence 0 - 100% duty cycle PWM kontrol yapmak daha mantıklı. Cihazı ilk açtığında %100 ile birkaç saniyede hedef sıcaklığa ulaşılır.

Bir de cımbızın iki ayağını bağımsız olarak kontrol etmek bence önemli. Yoksa cımbızın tek ayağını ground plane'a dokundurursun, senin kontrol sistemi sıcaklık düştü diye basar akımı her iki bacağa, havadaki bacağın sıcaklığı da 500 ℃ yi geçer.

%100 DC cok kisaltmaz mi saplarin omrunu. Ornegin %60 yapip sureyi iki katina cikararak omrunu cok uzatmak daha mantikli sanki. 3 saniyede degil de 5 saniyede isinmasi cok uzmez sanirim.

 

[Mikro Step]

%100 Duty bir kac saniyeden fazla uygulanmaz zaten. Tepki suresini kisaltmak icin.

PID kontroller soguk havyada acilisi %100 duty ile baslatir, akabinde sicaklik artarken uygulanan voltaj da dusurulmeye baslanir.

Yoksa o rezistans %100 dutyde kisa surede bozulur.

 

[Ahmet]

%100 Duty bir kac saniyeden fazla uygulanmaz zaten. Tepki suresini kisaltmak icin.

PID kontroller soguk havyada acilisi %100 duty ile baslatir, akabinde sicaklik artarken uygulanan voltaj da dusurulmeye baslanir.

Yoksa o rezistans %100 dutyde kisa surede bozulur.

jbc reziztansına hiçbirşey olmuyor.
30 saniye kadar 24V kaynağa direkt bağlı kaldı reziztans ucundan ortasına kadar kor oldu fark edip enerjiyi kestim bir süre sonra sıcaklık normale geldi tekrar ısıtmayı denediğimde hiçbir sorunu yoktu gayet güzel ısındı.

 

[taydin]

Isınma süresinin kısalmasının iş akışı açısından mutlaka faydası oluyor, çünkü yoğun iş yaparken sürekli olarak havyayı kaldırıp yerine koyuyorsun. Mümkünse sıfır saniyede ısınmasını isterim ben

 

[Mikro Step]

Soktugum iki guc kaynaginda da umdugum transformatorleri bulamadim. Dolayisi ile sifirdan tasarim yapacagiz.

N87 E42 nuve siparisi verecegim.

N87 100KHz e kadar calisiyor.

https://www.farnell.com/datasheets/3974231.pdf

Nuvenin temel parametreleri

AL = 3950
Bmax = 200 mT
Ae=178mm²

Keyfi kabullerim:

Pwm peryodumu 15uS aliyorum. (60Khz civarinda calisacagim.)
Ton suremi max 6uS seciyorum. Sebeke dogrultuldugunda DC besleme min 200v olsa bile havya calisabilsin.

Kalem havya modunda 2.5 ohm fisek max 230w harciyor. (V=24v)

Kalem havya modu icin hesaplayalim.

Transformatore her 15uS de bir 6uS genisliginde 200v darbeler verdigimizde sekonderdeki voltajimizinda donusum oranini n den dolayi 200/n olacagi ve palsin kesildigi anda voltajin da sifir olacagi seklinde yaklasim yapiyorum aksi halde is cok karisiyor.

[math]24 = \frac{200}{n}*\sqrt{\frac{6}{15}}[/math]
Donusum orani 5.2 cikiyor. Yani primere uygulanan 200v palslere karsilik sekonderden 40v civarinda palsler alacagiz.

 

[Omega]

@Mikro Step hocam çok güzel bazı konuları izah etmişsiniz ancak en baştan sormak istediğim sorular var.

1.Havya için kaç watt lık ısıtıcı olması gerektiğine nasıl karar verdiniz?(Şu kadar saniyede şu santigrad dereceye çıkması için ... gibimi)
2- Nüvenin boyutlarından bu güce dayanıp dayanamayacağını veren formül veya nüvenin bir değeri(value) datasheetenmi nereden anladınız? Yoksa hesap sonucunda bu değeri vereceğinimi anladınız
3-Gereken endüktansı nasıl hesap ettiniz?