Principii functionare statii lipit / Episodul 3 - masurare / evaluare

[Dxxx]

 

Episoadele anterioare au tintit notiuni mai complicate - insa aici abordez foarte concret criterii de evaluare ale unui sistem de cositorit.

Asta are importanta practica in caz de achizitie sau daca dorim sa construim o statie, ca amator.

Voi incepe direct cu masuratorile cele mai importante, cele secundare le las spre final.

 

Teste 1 / eliminatoriu - masuratori asupra functionarii termostatarii

 

Am epuizat in episoadele anterioare teoria termostatarii.

 

        1a. Testare cu osciloscopul

Vedem si analizam exact ce forma are curentul in timpul functionarii - energia conteaza, deci orice varianta este similara, nu exista motive de a prefera curentul continuu sau alternativ.

Tot din oscilograma trebuie neaparat analizata puterea injectata in varf, multe osciloscoape digitale calculeaza valoarea RMS a tensiunii, facand calculul foarte usor.

 

(anumite informatii dintre cele de mai sus pot fi masurate direct/indirect si cu AVOmetrul... dar ce se intampla tranzitoriu va trece neinregistrat, deci bine este numai cu osciloscopul)

 

         1b. Testare cu termometrul de varf

- temperatura pe varf in repaus trebuie sa fie absolut fara variatii.            
- overshooturi in regim dinamic - trebuie sa lipseasca.
- etalonarea trebuie sa nu aiba abateri de peste 10 grade intre afisare si masurare. Uzual reetalonarea este posibila.

 

Daca statia nu trece testele de mai sus - este pur si simplu necorespunzatoare, adica iese total din discutie.
Parametrii respectivi sunt acoperiti de absolut orice statie considerata "decenta".

Mare atentie - exista disponibile la vanzare statii care nu acopera pragul de decenta, deci clar ca trebuie evitate, va dau doua exemple: 

     

        Primul exemplu: statii Aixun
Am gasit referinte despre instabilitate/overshooturi masive pe net, vedeti urmatoarele linkuri:

 

https://www.youtube.com/watch?v=B7jLpHgR7fI - vedeti dupa minutul 20
https://www.youtube.com/watch?v=hGK7s-9tXs4
 

Sigur este o problema de soft, posibil sa fie un PID "reglat" anormal de agresiv.

 

         Al doilea exemplu: gasit de mine
Statiile OSS si GVM pentru varfuri JBC 245 mi se par foarte atractive ca pachet global... insa au o problema majora.          
Puterea maxima debitata se incadreaza intre 175 si 260W, in functie de impedanta varfului.
Astfel de valori sunt total inacceptabile, atat timp cat JBC nu foloseste peste 150W.
Statiile respective nu pot fi folosite decat daca sunt modificate pentru aducerea puterii in intervalul normal.  

 

 

Teste 2 - masuratori de viteza

 

Masuratorile de viteza sunt simplu de facut si dau rezultate numerice care permit ierarhizarea obiectiva a sistemelor de cositorit.
Rezultatele reflecta simultan puterea bruta de incalzire / cat si conductivitatea termica la nivelul letconului.

 

Mare atentie! viteza masurata probeaza performanta sistemului, dar nu este criteriul unic de apreciere sau achizitie.    
Se poate ca statia rapida sa nu vina cu gama de forme/marimi de varf de care avem nevoie, sau tipul de cuplaj termic si suprafetele wettable sa nu fie potrivite.

Daca exista o statie care ne satisface toate cerintele colaterale este mai intelept sa o alegem, chiar daca este situata in partea inferioara a clasamentului de viteza.

         2a. Timp incalzire 300/330

 

Aceasta este principala testare ca relevanta:
- precizie si repetabilitate buna.
- test simplu si relativ rapid de facut.
- necestita un termometru specializat pentru varf de letcon.

 

Comentarii:
- "relativ rapid" deoarece orice masuratoare termica trebuie repetata de numeroase ori pentru a inlatura erorile.
- este necesara scula specializata pentru masurarea temperaturii varfului, datorita numarului mare de determinari si necesitatii unei repetabilitati bune.

 

Metoda de lucru:
- se echipeaza statia cu varful pe care il luam ca standard.
- se regleaza la 330 grade, masurate cu termometrul pe varf, adica nu pe afisarea statiei!!! Nu are nici o importanta ce afiseaza statia.        
- pe tot timpul experimentului mentinem exact acelas reglaj de temperatura, este bine sa verificam periodic corectitudinea valorii.
- cu statia oprita si varful rece pornim simultan cronometrarea si statia.
- oprim cronometrul cand termometrul de varf indica 300 grade, notam valoarea.
- asteptam sa se raceasca perfect intreg letconul si repetam ultimile 2 puncte de mai sus, pana avem rezultate suficiente pentru a trage concluzii. Uzual vorbim de zeci de repetari...
- contactul termic intre senzor si varf trebuie permanent mentinut la calitate perfecta - fie reinnoim fludorul, fie adaugam de fiecare data decapant. In caz contrar citirile pot fi sistematic eronate.

 

Precizari:
- "varful standard" - alegem forma si marimea folosita uzual. Masuratori cu alte varfuri/cartridge-uri vor da valori diferite ale rezultatelor.
- 330 grade - este temperatura uzuala de functionare pentru multe statii, bineinteles folosind aliaj cu plumb (cum face cam orice cunoscator).
- 300 grade - perioada initiala de incalzire are o "panta" tipica, adica intr-o secunda urca temperatura cu X grade.
In cazul reglajului la 330 panta respectiva este relativ constanta pana undeva intre 300 si 315 grade, dupa care scade semnificativ.
Daca oprim cronometrarea la 300 grade rezultatul va reflecta corect acesta panta - care este ce ne intereseaza de fapt.
- repetari - orice masuratoare calorimetrica este predispusa la erori, mai ales cu echipament care nu este profesional si in cazul ca nu avem experienta vasta.
Chiar in cel mai bun caz trebuie sa repetam de mai multe ori determinarea.
Daca avem dispersie mare a rezultatelor nu este de mirare ca trebuiesc mai multe zeci de citiri pana sa avem o medie semnificativa statistic.

         2b. Timp rezistenta 330

 

Este o determinare mult mai simplu de facut cu precizie mare - dar din pacate pe noi ne intereseaza temperatura varfului, nu cea a rezistentei.

Se urmeaza indicatiile de la metoda de mai sus cu oprirea cronometrarii atunci cand rezistenta a ajuns la 330 grade.

Acel moment este atunci cand:
- pe oscilograma factorul de umplere scade sub valoarea maxima. Valoarea maxima este evident cea initiala.
- ledul martor (load led monitor) are prima clipire, adica pentru prima data conductia maximala este intrerupta. Despre "load led monitor" gasiti explicatii in episodul 2, punctul C1.
- afisajul statiei arata ca s-a ajuns la 330 grade... Dar aici pot exista erori, vezi tot episodul 2, punctul C1.

 

Evident ca masuratoarea cea mai precisa  este pe oscilograma, unde avem si inregistrarea timpului si vedem clar momentul cand s-a ajuns la 330 grade.

 

Delta                
Daca folositi acest timp este bine sa cunoasteti si timpul de incalzire de la punctul anterior.
Este evident ca rezistenta se va incalzi inaintea varfului.

Delta reprezinta diferenta dintre timpul de incalzire a varfului si cel al rezistentei.

In cele mai multe cazuri timpul rezistentei este comparabil ca durata cu delta.

 

Exceptia notabila este JBC unde delta este foarte scurt, in jur de jumatate de secunda; timpul rezistentei este in jur de 6 secunde.
Explicatia este conductia exceptionala de la rezistenta, incat ea transfera aproape instantaneu temperatura mai departe.
Rezultatul este ca varful se incalzeste aproape sincron cu rezistenta, si in momentul cand rezistenta ajunge la 330 grade nu mai trebuie mult pana varful atinge 300 grade.
Asta explica si de ce cartusele C245 suporta 150W, respectiva energie plecand rapid din rezistenta, fara sa o deterioreze.

          2c. Timp de desprindere

 

Este usor de facut.
Are insa reproductibilitate mai mica si punctul de determinare este pe la 200 grade, mult sub temperatura de utilizare normala.

Metoda de lucru:
- ca de obicei statia reglata la 330 grade, echipata cu varful standard.
- varful este pregatit in prealabil prin cositorirea cu aliaj standardizat, pe varful perfect curat, a unei piese de PCB cu dimensiuni bine precizate, uzual 10x10mm, lipirea facandu-se pe o insula cat mai mica.
- se cronometreaza timpul de la alimentare pana la caderea PCBului.

Eu utilizez aliaj Sn96Cu3Ag1 - incat temperatura de desprindere sa fie ceva mai mare decat cu aliaj obisnuit.

 

Metoda tinde sa aiba erori destul de mari, chiar daca totul este standardizat, insa este simplu de facut si foarte sugestiva, mai ales daca se face simultan intre doua statii care se doreste a fi comparate intre ele.

          2d. Timp de revenire din stand-by

 

Timpul este pentru revenirea pana la 300 grade din stand-by, avand statia reglata la 330 grade.
Este insa destul de greu de a avea rezultate direct comparabile datorita marilor diferente existente uzual intre temperaturile de stand-by si modul de comanda on/off al stand-by-ului.

          2e. Teste proaste, de evitat

 

Orice test care este bazat pe valori imprecis definite va da rezultate nerelevante pentru comparatie:
- orice care se bazeza pe ce afiseaza statia.
- orice situatie in care varful este ales de un tip si dimensiune nereprezentativa.
- orice test la care valorile de temperatura sunt alese aleator sau fara justificare logica.
- orice test in care experimentatorul nu intelege ce dermina el defapt... ...

 

Cred ca toata lumea a vazut declaratii de la "cunoscatori" despre timpul de incalzire pana la temperatura X.
De obicei sunt facute avand ca referinta ce afiseaza statia... ceea ce oricum ar fi "timpul de rezistenta" nu cel de incalzire / probabil statia nu e etalonata / in nici un caz nu se pune problema ca afisarea nu este sincrona cu temperatura reala, nici nu mai vorbim ca valorile nu sunt oricum credibile, chiar si temperatura care inseamna incalzit uneori nu e mentionata...

 

JBC c245 care se incalzeste in 2 secunde pare a fi un mit deja consacrat, chiar daca in realitate timpul este de 3 ori mai mare.

 

 

Teste 3 - masuratori de putere

 

Masuratorile de putere trebuie facute pe valori RMS si cunoscand deja forma de unda trimisa la rezistenta.

 

Colateral este extrem de important sa tineti seama de eventualele pierderi de putere pe elementul de comutare si pe impedanta parazitara a conexiunii spre rezistenta letconului.

 

Fiti atenti ca exista multe surse posibile de eroare:
- pierderile pot fi neglijabile doar daca ati facut deja masuratori in acea directie. Dar am vazut pierderi de 15W.
- nu calculati putere tinand cont de valoarea generica a rezistentei de incalzire... uneori in realitate abaterea valorii este importanta.
- nu puteti masura precis rezistenta unui varf JBC 245 cu un avometru obisnuit... chiar daca are aducere la zero masuratoarea intre 2 si 3 ohmi nu este deloc precisa.
- nu considerati comutarea ca fiind ideala, inevitabil acolo se va pierde ceva tensiune.

 

Teste 4 - masurarea/estimarea altor dotari

 

Lista ce urmeaza este heterogena, unele marimi sunt masurabile / altele nu, multe sunt interpretabile in functie de preferintele fiecaruia.
Eu voi da unele sugestii in comentariul din paranteze, insa nu inseamna ca optiunile mele sunt potrivite pentru toata lumea.

 

1. distanta intre varf si locul de apucare (cu cat este mai mica, cu atat ai precizie mai buna de manipulare).
2. domeniul de reglaj al temperaturii (eu prefer pe cele cu domeniu strict pentru cositorire, insa exista cele cu domeniu extins).
3. alimentarea statiei: cu trafo clasic 50Hz, sau cu SMPS, sau cu acumulator.
4. alimentarea rezistentei cu curent continuu, sau alternativ, sau alternativ-redresat.
5. tipologia termostatarii - simpla (intervalele sunt variabile) sau cu impulsuri (uzual impulsurile sunt de durata fixa si modularea este tip PWM).
6. lungimea, flexibilitatea si diametrul firului spre letcon (subtire si flexibil pare sa fie tentant - insa asta vine cu fragilitate si pierderi de energie).
7. greutatea statiei.
8. proiectare speciala carcasa si comenzi pentru utilizare diferentiata stanga-dreapta / ambidextra (majoritatea statiilor sunt asimetrice, pot fi mai potrivite pentru dreptaci sau stangaci).
9. tipul de afisare: led, oled, LCD, analogic (se poate aprecia vizibilitatea in lumina si intuneric, marimea caracterelor, unghiul de vizibilitate).
10. modul de comanda pentru reglarea temperaturii: rotativ (eu il prefer), sau cu taste up/down.
11. prezenta sau absenta parametrilor programabili de user, cu utilitate sau nu, cu meniu prietenos sau nu.
12. prezenta stand-by si modul de intrare/iesire din stand-by (deja discutat).
13. necesitatea / existenta / inexistenta de firmware si updateuri.
14. includerea sau nu de accesorii gen stativ letcon, extractor cartuse, cavitate pentru materiale de curatare varf.
15. comenzi accesorii gen memorii, pseudo-boost (personal consider ca nu este necesar decat un reglaj rotativ de temperatura, orice altceva distrage de la cositorit).
16. racire cu fante sau cu ventilator, sau inexistenta...

 

Lista de mai sus nu este nici pe departe exhaustiva, sigur mai exista si altele.

Nu exista argumente sa zici ca statia X este mai buna pentru ca este mai usoara si ca fiecare 100 grame inseamna X unitati de depunctare - unii vor prefera statia grea, altii pe cea usoara.

 

Final

 

- cititi episodul 1, aici https://www.elforum.info/topic/159143-principii-functionare-statii-lipit-episodul-1-generalitati/
- cititi episodul 1-bis aici https://www.elforum.info/topic/159328-principii-functionare-statii-lipit-episodul-1-bis-aprofundare-notiunea-fundamentala-letcoane
- cititi episodul 2, aici https://www.elforum.info/topic/159370-principii-functionare-statii-lipit-episodul-2-aprofundare/
- vor urma alte episoade