Продолжение создания термопрофиля ШАГ 2. Для выполнения дальнейших

Продолжение создания термопрофиля
ШАГ 2.
Для выполнения дальнейших действий нам понадобится как минимум 2-а китайских "показометра" с возможностью измерения температуры (примерно такие (вложение 1), стоимостью ~3,5 $). "Труп" платы средней толщины, для отработки профиля. Какой либо измеритель времени. Устанавливаем плату на направляющие на расстоянии определенном в ШАГЕ 1. Устанавливаем 2-е термопары (лучше через термопасту типа КПТ-8) друг против друга сверху и снизу платы примерно на расстоянии 50…100мм от края.

Берем реальный термопрофиль на компонент на сайте производителя (с реальными температурами и временнЫми параметрами) и разбиваем его на зоны. Я буду показывать на абстрактном "классическом" профиле (без привязки к времени и температуре).

Примеры реальных профилей для компонентов (вложение 2, 3). Профилируем зону I. Включаем НИ на полную мощность (для ПИД регулятора на максимальную скорость нарастания температуры) и засекаем время, за которое плата наберет температуру точки 3. Выключаем НИ, фиксируем время и продолжаем наблюдать за выбегом температуры. Максимальное значение фиксируем. После остывания стола полностью повторяем опыт, но уже с 50% мощности (ПИД с половиной скорости нарастания температуры). Это как в артиллерии вилка (перелет, недолет, точно в цель). Посмотрев на результаты, определяем на какой мощности (ПИД – скорости нарастания) и при какой температуре (чтобы избежать выбегов температуры), делать переход (точка 2) в следующую зону. Посмотрев на зону II (зона предварительного нагрева платы), видим, что наклон линии значительно меньше (меньшая скорость нарастания температуры), поэтому мощность должна быть значительно меньше, чем в зоне I. Подобрав мощность (ПИД – скорость нарастания), выходим в точку 4, где должен включится ВИ. ВИ не включаем, а в НИ еще уменьшаем мощность (ПИД – поддержание температуры), чтобы температура платы была постоянная до окончания цикла пайки.
Померяв температуру снизу платы в разных точках, увидели, что она у краев платы на 10…25 гр.С ниже чем в центре. Почему так? Это связано с тем, что холодный воздух из окружающей среды замещает горячий (конвекция), продвигаясь от краев платы к центру и охлаждает ее, сам нагреваясь. Чем ближе к центру, тем меньше он ее охлаждает. Т.н. "краевой эффект". Запомним эту особенность, она нам еще пригодится.
Почему так установлены термопары? Термопары установлены так для того, чтобы набрать статистику по скорости распределения тепла по толщине платы. Верхняя термопара всегда будет отставать, а разница показаний будет градиентом температур . Разница в показаниях будет зависеть от скорости нагревания, толщины платы, влияния медных проводников и полигонов, а также наличия теплоемких компонентов. Накопив определенный опыт, они будут не нужны. Достаточно будет одной управляющей термопары, находящейся возле чипа сверху, она же и будет управлять полным циклом пайки.
Как подобрать коэффициенты для ПИД регулятора? Методика изложена во второй части статьи (вложение 4). С нижним излучателем закончили.

maxlabt

Согласен, после создания станции, ее нужно протестировать, чтобы знать, на что способен каждый излучатель. Зная возможности излучателей, легче будет настраивать термопрофили.
Вообще для НИ удельной мощности 2,5…3 Вт\кв.см достаточно для любых плат и профилей, конечно, если не злоупотреблять диаметром проволоки для спирали и не делать ее из проволоки для 1кВт спирали.

Вложение	Размер
1_digital_multimeter_dt_838_671.jpg	39.85 КБ
2_1-profil.gif	45.99 КБ
2_2-profil.gif	54.44 КБ
3-profil.gif	36.27 КБ
4_pid.pdf	112.34 КБ