Fråga:
Hur får jag konsekventa och korrekta avläsningar från termoelement?
TextGeek
2016-01-14 00:02:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag uppgraderade till en Mk9 dubbel extruder, och den kom med termoelement installerade istället för de termistorer jag hade tidigare.

Oavsett vad jag gjorde med termoelementen, den angivna temperaturen hoppade runt med så mycket som 30C eller mer. Kort sagt, efter flera veckors fiol fick jag aldrig termoelementen att fungera bra och ersatte dem med termistorer, vilket har varit bra.

Så min fråga är: vad som krävs för att få termoelement att ge tillförlitliga, konsekventa, korrekta avläsningar? Är de bara otroligt känsliga?

Några saker jag försökte inkluderar:

  • Naturligtvis måste man lägga till kretsar (vanligtvis ett termoelementförstärkarkort som http://wiki.ultimaker.com/Thermocouple_Sensor_Board_v1), för att konvertera de små spänningsskillnaderna till större skillnader som kan användas med Arduino eller liknande analoga ingångar.

  • Placera dessa brädor nära termoelementen, men tillräckligt långt för att de själva har ganska stabil temperatur.

  • Har absolut inga trådförlängningar av skarvar, byte av trådtyper (material) etc.

  • Undvik att göra upprepade mätningar för snabbt.

  • Jag bytte ut ett termoelementkort med 5V genom en potentiometer till den analoga ingångsstiftet , för att utesluta problem i Arduino, stiftkonfigurationer eller programvara och fick stabila avläsningar.

  • Jag kollade på kortslutningar till marken från värmarblocket, båda sidor av termoelementen, värmaren i sig osv. Ingen hittades.

  • Termoelementet w ängar är omgivna av en flätad sköld (inte vanlig eller kortsluten till någon av termoelementtråden); Jag försökte jorda det i vardera änden och i båda ändarna, till värmeblocket, skrivarramen, strömförsörjningsjorden och RAMPS-kortjorden. Dessa hade olika effekter (ibland stora), men jag kunde inte hitta någon konfiguration som gjorde avläsningarna stabila (mycket mindre exakta!).

Något jag saknar?

Tack !

Steve

Mycket trevlig fråga!
Finns det en stor skillnad i kostnad mellan termoelement och termistorer?
Kanske $ 10 för ett typ K termoelement, plus $ 10 extra för det förstärkarkort du behöver för det. $ 1 eller mindre för en termistor, att döma av en snabb webbsökning.
@MartinCarney [Relevant] (http://electronics.stackexchange.com/q/24975/25159).
Bara för att lägga till detta gick jag igenom mycket av detsamma efter att ha bytt till en helt metall E3D och fått en termistorfel. Jag kunde skriva ut ett tag med hjälp av termoelementet och hade sedan inget slut på mina problem. Temperatur studsar ~ 20C varje uppdatering och mycket inkonsekvent. Jag provade flera olika kort, termoelement och gick till och med så långt som en separat strömförsörjning för kortet. Det slutade med att jag tog bort dioden från en eller annan anledning och att kortet finns här - https://oshpark.com/shared_projects/p8Yv87Ks men jag tror inte att det hjälpte alls.
Två svar:
#1
+7
Ryan Carlyle
2016-01-20 22:40:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Termoelement fungerar genom att passivt generera MYCKET små spänningar via Seebeck-effekten - vanligtvis några tiotals millivolt. De är bokstavligen bara ett par ledningar tillverkade av två olika speciallegeringar, elektriskt anslutna i den "heta" änden. Den ledningskopplingen kan monteras inuti vilken typ av fästspets eller klack som önskas.

Det faktum att de är väldigt enkla och passiva enheter gör dem extremt exakta och konsekventa mellan TC av samma typ, MYCKET mer så än termistorer. Varje typ K-termoelement i världen ger dig samma exakta uteffekt +/- 1-2C eller så. Du kan till och med skära ett termoelement i hälften, vrida ihop ändarna på ledningarna, och det fungerar fortfarande!

Den mycket lilla (millivolt) signalen de genererar är dock ganska mottaglig för elektriskt brus och kretsdesign. Signalspänningen måste förstärkas kraftigt för att vara användbar. Så det tar inte mycket EMR från din värmare eller stegledningar för att störa TC-avläsningen. Ett frekvent problem med TC-kretsar i 3d-skrivare är den fruktade JORDSLIPPEN - om den "heta" spetsen är elektriskt ansluten till varmblocket, kan spänning och ström på värmaren och motorkablarna inducera små strömmar genom TC-ledningarna som helt skruvar upp millivolt-signalen. Förstärkaren plockar upp dessa avvikande spänningar och den slänger av tempavläsningen. Så det finns några viktiga riktlinjer för att hålla buller utanför TC-kablarna:

  • TC-kablarna måste vara elektriskt isolerade från monteringshårdvaran (ögonhylsa, termowell, oavsett vilken extruder du har). Du kan kontrollera detta med en multimeter - du vill ha oändligt / utom räckhåll motstånd från TC-ledningarna till monteringsspetsen och hetblocket. När du håller på med det, se till att dina värmekassettkablar inte kortsluts till det varma blocket - det är osäkert och kan också orsaka problem med TC.
  • Håll de två TC-kablarna nära varandra och inte omedelbart parallellt med bullerkällor som PWM-styrda värmare eller stegledningar. Om du måste köra TC i en bunt med de andra kablarna, TWIST kopplingarna för värmare / steg. (För steppers, vrid varje spolpar till en annan stigning om möjligt. Du behöver inte vrida de separata spolparen mot varandra.)

Ett annat vanligt problem med TC-kretsar är KALD JUNKTIONSKOMPENSATION. Ett termoelement mäter inte spetsens temperatur, det mäter skillnaden i temperatur mellan hetspetsen och den kalla korsningen där TC är ansluten till antingen förstärkaren eller kopparkabeln. TC-förstärkaren har en inbyggd termistor som den använder för att lägga till temp vid den kalla korsningen till den uppmätta signalen från termoelementet. Det finns några saker du behöver göra för att säkerställa att korsningskompensationen fungerar ordentligt: ​​

  • Du bör köra TC-kabel hela vägen från det "heta" tipset till TC-förstärkaren. Du KAN splitsa den och installera pluggar, men bara med mer typ-K TC-kabel och rätt typ-K termoelementkontakter. Dessa använder samma metall som TC-kabeln så att de inte genererar oönskade korsningsspänningar som stör TC-signalen. Om du skarvar koppartråd mellan TC och förstärkaren, mäts inga tempdifferenser längs koppar! Detta är ett särskilt stort problem om du skarvar koppar i ett varmt hölje och sedan kör koppar till en förstärkare utanför höljet.
  • Förstärkaren ska inte vara super het. Den inbyggda termistorn är utformad för att noggrant mäta temperaturer som är relativt nära rumstemperaturen, inte för varmblock.
  • Det bör inte finnas stora temperaturgradienter nära förstärkaren eller mellan TC-kabelns avslutning och det faktiska förstärkarkretsen. Placera förstärkaren tillräckligt långt från heta änden och andra värmekällor (som stegmotorer) så att den inte upplever konstiga tempprofiler.

Om du gör ovanstående kommer TC att mata ut en bra signal och förstärkaren kommer att läsa den ordentligt. Men det finns ytterligare ett problem. Moderkortet måste veta hur man förstår förstärkarens produktion. 3D-skrivarkontrollkort som är utformade exklusivt för TC, som Mightyboards, använder vanligtvis digital kommunikation mellan förstärkaren och huvudstyrchipet (MCU). Detta är hög tillförlitlighet och kräver ingen speciell firmwarekonfiguration - stöd är inbakat. Men om du fäster en extern TC-förstärkare på ett kort som förväntar termistorer, måste du berätta för firmware hur man läs signalen från förstärkaren. Den vanligaste tekniken är att förstärkaren matar ut en linjär spänningssignal till MCU: s normala termistoringång (ADC). Sedan konfigurerar du firmware för att använda lämplig "termistortabell" (egentligen en spänningstabell) för just den förstärkaren. Beroende på ditt styrkort kan du också behöva se till att de vanliga termistorns upp- / neddragningsmotstånd inte påverkar förstärkarens utgång.

Så du måste se till att:

  • Du har inga problem med elbrus
  • Kompensationen för kall korsning fungerar som avsett
  • Den fasta programvaran och styrkortet är korrekt konfigurerade för förstärkarens utgång

Om du gör allt detta bör en TC ge överlägsen noggrannhet och tillförlitlighet över en termistor.

Tack! Massor av bra info där. Jag försökte inte flytta TC-ledningarna långt ifrån motor- / värmare- / begränsningskablarna eller vrida de senare; det är värt ett skott. Jag kommer att skicka tillbaka när jag försöker, men eftersom jag har en fungerande skrivare med termistorerna kanske jag inte rör mig med den på ett tag .... :)
#2
+2
tbm0115
2016-01-20 05:54:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det låter som om du bara har ett defekt termoelement. Men jag gjorde bara en google-sökning efter "Varför är termoelement felaktiga" och fann den här artikeln om att identifiera dåliga termoelement och förebyggande underhåll. Jag har aldrig tänkt på många tips i artikeln, men jag har inte heller haft sådana drastiska temperaturfel.

Tack för referensen, bra artikel! Det måste vara * 2 * defekta termoelement, eftersom jag har dubbla extrudrar. Och jag kan värma upp dem och läsa en liten spänningsförändring med en mätare direkt ansluten till dem, så att de inte är helt döda.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...