Ajattelinpa spämmätä tännekin jos jotakuta sattuu kiinnostamaan.

Siis: Elektroniikan Epäteoreettiset Perusteet (EEP) alkaen to 28.2. klo 18-21, jatkuu yht. 8 kurssikertaa torstaisin.
Ketkä asustelee sopivan matkan päässä Helsingin Pitäjänmäestä ja elektroniikan alkeet kiinnostaa niin kolme paikkaa on vielä vapaana kurssille.
Osoite on Takkatie 18 Pitskun pienteollisuusalueella Vermon raviradan kupeessa, kts tarkemmin https://helsinki.hacklab.fi/.

Sisälltö on seuraavan oloinen:
Jokainen rivi on yksi torstai-istunto. Aikataulu saattaa hyvinkin vielä elää, varsinkin loppupäässä. Osallistujat voivat vaikuttaa sisällön painotuksiin, näistä voidaan sopia kurssin aikana. Myös viimeisen kohdan tarkempi sisältö päätetään kurssin kuluessa.

• Perusasiat: jännite, virta, Ohmin laki ym.
• Kondensaattorit
• Kelat ja diodit/ledit
• Transistorit ja FETit
• Transistorien labrailu jatkuu
• Operaatiovahvistimet
• & 8. Yksinkertaisen laitteen rakentaminen piirilevylle

EEP on elektroniikan alkeiskurssi, jossa lähdetään nollapisteestä, eli oletuksesta, että osallistujilla ei ole mitään aikaisempaa kokemusta elektroniikasta. Jos omaat jo kohtalaisesti rakentelukokemusta, saatat olla turhautumisvaarassa.Toisaalta, jos elektroniikkakokemuksesi on pelkistä rakennussarjoista, etkä oikeasti ymmärrä, mitä siellä piirilevyllä tapahtuu, mutta haluaisit ymmärtää, tämä voi olla hyvinkin hyödyllinen.

Kurssin aikataulun puitteissa ei pystytä menemään kovin monimutkaisiin kytkentöihin. Tavoite on oppia ymmärtämään, miten elektroniset piirit toimivat ja oppia rakentamaan niitä myös käytännössä. Tältä pohjalta on sitten helpompi lähteä omin avuin laajentamaan rakenteluharrastusta.

Ilmoittautumiset Hacklabin Discourse-foorumille osoitteessa: https://discourse.hacklab.fi/t/kurssi-elektroniikan-epateoreettiset-perusteet-eep-28-2/948

Mitäs raatilaiset on mieltä tämmöisestä, kun joku päivä sitten Hacklabin Leadwellin kara sanoi sopimusta irti. Vielä ei ihan tarkkaan tiedetä missä vika täsmälleen on, mutta tämän verran on tiedossa:
- Karaa vetää servomoottori hammashihnan välityksellä; hihnassa ei ole näkyvää vikaa.
- Hihna (tai joku) on kitissyt parisen viikkoa mutta kone on toiminut normaalisti. Hihna tsekattiin silloin ja muuta ei huomattu kuin että se juoksee pari milliä alempana pyörillä kuin aiemmin - kulumajäljistä pääteltynä.
- Vian ilmetessä Fanuc hälytti spindle troublea ja kara selvästi jumitti koska kierrokset putosi juuri samalla hetkellä kun operaattori lämäsi hätäseis-napin sisään.
- Kara kyllä pyörii mutta käsin pyöritettäessä tuntuu selvä pykälä jossa liike panee vähän hanttiin. Siitä pääsee tosin helposti yli käsivoimin, mutta normaalia se ei ole. Epäillään laakeria, mutta hihna on vielä avaamatta joten ei tiedä tarkkaan olisko laakeri karan vai servomoottorin puolella. Koneella pyöritettäessä melu menee riipiväksi muutaman sadan RPM:n yläpuolella joten rikki se on.

Olettaen, että karan laakeri on sökö, onko ehdotuksia miten sen voisi yrittää korjata? Varmaan saataisi kara jollain konstilla irti kelkastaan, mutta onko laakerien omatoiminen vaihto täysin kuolleena syntynyt ajatus?

Lajitovereille tiedoksi - Helsingin Hacklab on saanut aikaan oman tuubikanavan täällä: https://www.youtube.com/channel/UCyA5Wbtafq4MSwAQfXuJYgg
Tällä hetkellä sieltä löytyy materiaalia labin cnc-kurssin tiimoilta ja lisää on luvassa muistakin aiheista sitä mukaa kun materiaalia kertyy ja saadaan prosessoitua.

Kommentteja ja parannusehdotuksia vastaanotetaan.

Lähdettiin tämmöistä ihmettelemään kun Hacklabin Leadwellin työkalun vaihto on mennyt jotenkin takkuiseksi. Työkalun pidinkartio ei aina tahdo irrota kunnolla ja kun asiaa tutkittiin vaihtamalla työkaluja manuaalisesti, havaittiin että karan kartion pohjalta tulee voimakas ilmapuhallus joka tekee työkalun asemoimisen suorastaan vaikeaksi kun joutuu painamaan vastaan.
Kiristimessä on muuten normaalin oloinen lautasjousilla kiristyvä vetotanko+kuulaholkki, mutta vetotangon keskelle on johdettu paineilma avaustyösylinterin männänvarren läpi. Kun avaussylinteri painaa lautaset kasaan niin kuulaholkki hellittää, ja samalla kiristintangon keskellä oleva kanava yhdistyy männänvarren läpi menevään paineilmakanavaan. Sinne johdettu paineilma menee vetotangon läpi alas kuulaholkin tienoille ja ilmeisesti siellä on pieni mäntä tms joka painaa työkalunpidintä irti karakartiosta. Oletettavasti tuon männän tiviste on huonossa hapessa ja puhaltaa nyt ohi.

Ja sitten varsinainen kysymys: Nyt kun ollaan ongittu pois kaikki jousilautaset niin kuulaholkki ja sen vetotanko liikkuvat ylös-alas karan sisällä, mutta eivät irtoa kumpaankaan suuntaan. Selvästi tanko törmää kiinteään esteeseen joka pitää jotenkin avata tai jotain purkaa ennen kuin tangon saa ulos. Ylhäältä katsottuna jousilautasten onkalon pohjalla ei ole kuin tasaista metallia, ei mitään pohjamutteria tms jonka saisi kierrettyä auki. Onko kellään käsitystä tai valistunutta arvausta miten tuo tanko lähtee ulos karan keskeltä. Eihän se sinne ole kasvanut joten jotenkin se on sinne laitettu. Mutta miten...
P.S. kierrettäessä tanko pyörii vapaasti mutta se ei ole millään jengoilla vaan liikkuu vapaasti stoppariasentojen välillä. Voisiko se olla 2-osainen niin että jos ala- ja yläosan onnistuisi ruuvaamaan irti toisistaan niin ne saisi ulos ylä- ja alakautta?

Laitanpa tännekin mainoksen josko pääkaupunkiseudun tuntumassa majailevia foorumilaisia sattuisi tämmöinen kiinnostamaan.
Eli Helsingin Hacklab käynnistää maaliskuun alussa kurssin sulautettujen All Programmable SoC -piirien ohjelmoinnista. Kyseessä tässä tapauksessa Xilinxin ARM+FPGA eli Zynq.
Lisää aiheesta täällä: http://helsinki.hacklab.fi/

Tervehdys lajitovereille,

Pari viikkoa sitten saatiin hommattua Helsingin Hacklabille jyrsimen kaveriksi kunnon manuaalisorvi, kaikkien tuntema ja rakastama tsekkiläinen TOS, tarkemmin mallia SN40 pitkä :)
Kone on nähnyt elämää, onhan se jo aikamoista vintagea, mutta mekaanisesti ihan hyvän tuntuisessa kunnossa, kaikki toimii eikä ole sikamaisen kulunutkaan mistään.

Kysymys foorumilaisille: onko kenellekään tuttua tämmöisen masiinan kytkimen säätö? Nyt joutuu jonkun verran hakemaan, että löytyy kohta jossa pakka pysähtyy; heittämällä suuntavipu keskelle se jää ilman muuta pyörimään. Eli koneessa on siis hihnapyörän akselilla kaksois-monilevykytkin jota ohjataan käyttövivustoon kytketyllä siirtohaarukalla. Vivustossakin on reilusti klappia mikä vaikuttaa varmasti, mutta tuntuisi kytkinkin tarvitsevan jotain säätöä. Asento jossa pakka on paikoillaan on aika tarkka; pienikin ylitys ohjausvivun liikkeessä ja se lähtee pyörimään toiseen suuntaan.
Eli pitäisi pystyä säätämään keskelle laajempi "kuollut" alue johon käyttövivulla osuisi helpommin. Tai sitten pitää säätää vivuston välykset pois, mikäli kytkin on oikeasti noin tarkka keskiasennostaan. Tähän kaipaisin asiasta tietävien kommentteja ja jopa neuvoja jos semmoisia löytyisi.


Tuon näköinen vehje: https://flic.kr/p/MyiLNM
Kuvia koneen siirrosta labille: https://flic.kr/s/aHskE9hALh

Nyt kun Helsingin Hacklab on saanut uuden jyrsinkoneen niin "pojat" kehitteli sille heti projektin. Eli pitäisi saada piirilevyjen pastastensiilin kohdistussabluuna jyrsittyä. Ei se ole sen kummempi kuin paksuhko alulevy jossa on tarkka reikämatriisi, silti noita myydään huimiin hintoihin netissä.
Jos jollain olisi karkeasti A4-arkin kokoinen ja noin 10-millinen levynpala nurkissa niin semmoisesta voitaisi käydä kauppaa. vaihtoehtoisesti hyvät vinkit mistä kysellä olisi tervetulleita.

... kun ei tunnu mistään löytyvän.
Eli mistähän tämän foorumin rakentelijat hommaavat sovitusväriä, ja käyttääkö sitä ylipäänsä kukaan enää? eBaysta löysin yhden (1) tuotteen UK:ssa hintaan yli 70 euroa litra. Ei kai se nyt sentään nestemäistä kultaa ole!?

Aloha lastuajat!
Lauantai oli tuottoisa kun sain edistettyä marsun karan ohjaustekniikkaa taas pienen kukonaskeleen verran. Tai no, mitä tuottoisaa se nyt oli kun rahaa yksinomaan meni eikä tullut penniäkään. Mutta sitä vartenhan töissä ollaan että voi harrastaa. No, asiaan.
Marsu eli Matsuura on vähän vanhempaa vintagea edustava jyrsin digitaalitekniikkaa edeltävältä ajalta. Niinpä karan nopeutta säädetään mekaanisesti aseteltavalla variaattorilla ja vauhti katsotaan takogeneraattoriin kytketystä volttimittarista. Paitsi ei kauaa enää. Variaattori on poissa ja korvautuu kohta hammasihnavedolla + tamulla mistä toisaalla aikanaan enemmän. Tämä riipustuksen aiheena on kuinka saada pulssianturi karalle kun ei ole oikein mitään järkevää paikkaa mihin sen kytkisi.

Haasteena tosiaan oli, että marsun kara on kaksivaihteinen, sähköisillä kytkimillä ohjattu niin, että ainoa mikä pyörii johdonmukaisesti karan nopeudella, on kara-akseli itse. Karalaatikon yläosa on erillinen vetoyksikkö josta voima tulee karan välityksille hammashihnojen ja ratasvaihteiden kautta. Mihinkään matkan varrelle ei pulssianturia saa kiinni niin, että se pyörisi karan nopeutta vaihteesta riippumatta. Miettimään joutui, mutta lopulta löytyi paikka jonka itse uskon olevan ainoa mahdollinen. Kara-akselin läpi menee työkalun vetopultin kiristystanko jonka akselin yläpäässä jännittää lautasjousipakka. Jousipakka pyörii samaa tahtia karan kanssa, kun se on siihen jäykästi kiinni rakennettu. Työkalun vaihdon yhteydessä erillinen hydraulisylinteri painaa jousipakan kasaan jolloin vetotangon alapään kuulat hellittävät vetopultista ja työkalu voidaan vaihtaa.
Lautasjouspakka on näkyvissä voimayksikön yläosassa, mutta pakan yläpää tietty liikkuu pystysuunnassa toistakymmentä milliä kun sylinteri painaa sen kasaan. Alapää sen sijaan ei liiku pystysuunnassa lainkaan. Niinpä sain kuningasajatuksen ja aloin tekemään "kuppia" lautaspakan ympärille niin, että pulssianturin koodikiekko on kiinnitetty kupin yläreunaan ja alaosa kiinnittyy lautasjousipakan alle jolloin koko paketti pyörii karan vauhtia, mutta kuppi ei liiku pystysuunnassa, vain lautasjouset kupin sisällä.
Nyt on alustava mekaniikka tehty, mistä kuvasarja: http://imgur.com/a/Z3kPr#0

Jousipakan liukuholkkia purkaessa meinasi usko loppua kun se osoittautui järjenvastaisen jäykäksi kiertää ulos karaputkesta jonka sisällä holkki liikkuu pystysuunnassa jousien ja hydrauliikan painamana. Väen vängällä runnoen se viimein tuli päivänvaloon ja osoittautui leikanneen tosi reippaasti kiinni, mikä varmasti näkyy kuvista. Ei se olisi tuollaisessa kunnossa toiminut ollenkaan tarkoitetulla tavalla, joten olipa hyvä että tuli purettua. Asentajan siniväriä minulla ei ole, mutta tussilla värittämällä oli helppo nähdä, että kara-akselin aukon reunassa oli muutama paha skraadi jotka oli leikanneet kiinni holkkiin, ja samoin holkissa muutamia osumia jotka vaati silittämistä. No, tein riittävän sopivat lestit joilla sai 240 karhean vesihiomapaperin istumaan suunnilleen röörin sisäseinämään ja sillä skraadit sileäksi. Vastaava hionta ja viilaus holkin ulkopintaan niin niistä nyt tuli säädyllinen liukusovite, vaikka kyllähän noissa "käytön jälkiä" näkyy. Kovasti olisi himottanut hoonata kara-akselin sisäpuoli jarrusylinterin hoonaustyökalulla, mutta kun en millään keksinyt miten vetopultin tangon olisi saanut irtoamaan, niin se jäi. Mutta ihan siedettävä lopputulos näinkin.

Seuraavaksi pitää kyhätä ja kiinnittää varsinainen koodikiekko tuohon kuppiin. Tarkoitus on lasertulostaa 128 p/kierr simppeli (ei-kvadratuuri) pulssihila + indeksipulssi ja "laminoida" se kahden printtaamattoman DVD-kiekon väliin. Minulla kun sattuu olemaan useita blankoja täysin läpinäkyviä DVD-levyjä jotka ovat polykarbonaattia ja sopivan ohuita. Pitää vaan varovasti treenata sorvissa kuinka saa reunat ja aukot mitoilleen.

Toisaalla olen kyhäämässä enkooderin elektroniikkaa , siitä on yksi mallinnekuva tuolla linkatussa albumissa. Ajatus on valaista kiekkoa sopivilla ledeillä, ja havaita valoa tai pimeää fotodiodeilla joiden fotovirta vahvistetaan ensin nopealla oparilla, sitten debouncataan Schmitt-triggerillä ja lopuksi painetaan maailmalle differentiaalisina RS485-signaaleina. Sen tekjee tuo piirilevynpätkä. Siihen on ajatus 3D-tulostaa stadin Hacklabilla sopivat asennuskuoret, ja Motonetista kävin jo hakemassa veden (tai siis tässä öljyn) kestävät liittimet joilla homma viimeistellään.
Laitan varmaan tuon piirilevyn kinukeille tehtäväksi Elecrowiin. Jos joku tarvii tai haluaa kokeilla tämmöisiä, niin ilmoitelkaa itsestänne, en minä niitä kymmentä kappaletta tarvitse itse. Ja jos on hyviä ajatuksia aiheen tiimoilta, niin niitä voi ehtiä saamaan mukaan kun nopeasti mainitsee :)

Jatketaan jorinaa kun homma etenee.

Nyt kun jäsen Paven avulla valkeni, miten Matsuuran vetopultin kiristys oikeasti toimii, niin kehitin mielestäni loistavan idean varustaa kara pulssianturilla. Haasteena kun on, että kaksivaihteisessa karassa ei ole mitään ilmeistä keinoa saada pulssianturia kytkettyä mitenkään järkevästi. Hammashihna karan ympäri olisi ilmeinen konsti, mutta ei ole mitään paikkaa mistä sen saisi pujotettua karan lähtöakselin ympäri purkamatta koko roskaa. Siihen kara on aivan liian monimutkainen jotta uskaltaisin ryhtyä moiseen.
Keksinpä kumminkin keinon. Karan yläpäässä on lautasjousipakka joka kiristää vetopultin tangon karan läpi. Jousipakan ympärille mahtuu juuri kuppi, johon voi rakentaa omatekoisen pulssianturin. Ei tarvitse muuta kuin avata jousipakan kiristysholkki ja laittaa kuppi jousipakan alle ja säätää tarvittavat pari milliä asetusta. Jousipakan alaosa ei liiku pystysuunnassa, jolloin myöskään kuppi ei liiku pystysuunnassa kun jousipakkaa puristetaan ja hellitetään.
Puristussylinteri jousipakan päältä lähti helposti syrjään, ja jousipakan turpamutteri/holkkikin alkoi avautumaan kun keksin sopivan työkalun. Nyt vaan on vähän huolestuttava ilmiö johon toivoisin tietävämmiltä näkemystä. Holkki nimittäin on sairaan kireä vääntää aukipäin, vaikka lautasjousipakka on jo löystynyt. Holkki kyllä tulee kierteellä ulospäin kierros kierrokselta, sen pystyn tönärillä näkemään selvästi. Mutta kohta loppuu usko kun systeemi vaan jäykkenee niin että alkaa jo natisemaan kun vääntää (vääntöä saa olla hyvinkin parikymmentä kiloa että liikkuu). Pelkään että jokin on nyt jäänyt huomaamatta, enkä millään viitsisi rikkoa tuota kun varaosien saanti on aika mahdotonta.
Mekanismi on siis tämän kuvan mukainen: http://i.imgur.com/Fgp4tIp.jpg. Kara on kuvassa alhaalla vaakasuorassa. Työsylinteri näkyy oikealla, ja sen vasemmalla puolella lautasjousipakka. Pakan sisälle menee kiristysholkki, jonka kuvasta voisi päätellä olevan kierteellä kiinni varsinaisessa karan akselissa. Holkin sisällä kulkee sitten varsinainen vetotanko joka päätyy kuvassa vasemmalla näkyvään työkalupitimen vastakartioon ja kiristää siellä olevat kuulat. Kiristyksen säätö tapahtuu tangon yläpäässä olevalla kierteellä lautasjousien kiristysholkkia vastaan.

Olen nyt kiertänyt lautasten kiristysholkkia reilut pari senttiä ylöspäin ja vetotanko on jo vapautunut omalta jengaltaan ja on irti kiristysholkista. Lautajousipakka on vapaa ja hölskyy reilusti, eli ei voi enää panna hanttiin. Mikä hitto tässä kiristää vielä.

Sanokaa viisaammat jotain ennen kuin tulee vahinkoa...

Tervehdys lastuajat!
Ikuis... öö pitkäaikainen marsu-projekti etenee; joku päivä sitten riuhdoin karan voimayksikön variaattorivedon päreiksi ja hommasin tilalle hammashihnavedon tarvikkeet. Eli modernisoitu veto tapahtuu nyt HTD 8 hihnalla ja Jonnen lahjoittamalla Yaskawan tamulla alkuperäistä moottoria hyödyntäen.
Tai siis tapahtuu heti kun saan hihnapyöriin reiät ja kiilaurat tms että ne menee akseleille ja pysyy paikallaan
.
Itse en tohdi yrittää kun oma sorvi on marginaalinen ja omat taidot vielä marginaalisemmat tarkkojen sovitusten sorvaamiseen.
Eli kysymys on, löytyisikö täältä sorvaria joka ottaisi tuollaiset reiät tehdäkseen? Asiallinen korvaus on tietysti luvassa.

Tässä kuva leluista, eli pyörät ja akselit joille ne pitäisi saada
https://www.dropbox.com/s/s2cao2xtf9blwjn/20150831_202907.jpg?dl=0
Hihnapyörissä on toisella puolella olakkeet joista ne saa sorvin leukoihin kiinni, mutta enpä tietty huomannut kuvata siltä puolelta.

Tässä kuvat joista selviää osapuillinen akselien halkaisija tönärillä mitattuna. Akseleita voi käyttää apuna työstössä ja sovituksessa.
https://www.dropbox.com/s/pzbs5dtha2qgusl/20150831_202948.jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/0aqkbxbsysfpzji/20150831_203020.jpg?dl=0

Molemmilla akseleilla on kiilauria joita voi käyttää, mutta periaatteessa myös kartiokiinnitys on mahdollinen ellei se ole aivan hirveän hintainen ratkaisu.

Marsussa on sikäli harvinainen vetopultin profiili, että toisin kuin kaikissa nykyisissä, päässä olevan nupin alaseura ei ole kulmikkaaksi viistetty, vaan pyöreällä n. 5 mm säteellä. Tämä johtuu kiristysmekanismin rakenteesta (kuulat).
Onko kellään tietoa mistä moisia voisi vielä saada, vai meneekö teettämiseksi jos tarvitaan uusia? Tällä hetkellä minulla on juuri niin monta kuin makasiinissa on työkälupaikkoja, mutta yhtään ei jää varalle.
Ja missähän moisia edes voisi teettää?

Tervehdys työstäjät!

Meikäläisen vakionotkumispaikka, eli Helsinki Hacklab (helsinki.hacklab.fi) tarvitsisi kipeästi parannusta nykyisen varsin vaatimattomaan jyrsintäkalustoon.

Meillä olisi toiveena löytää jostain säädyllisen siistissä kunnossa oleva manuaalirunko jonka voisi kohtuullisella työllä automatisoida cnc-koneeksi.
Haaveissa on kokoluokka 150-200kg runko, mutta jos vähän tuota isompia on saatavilla inhimilliseen hintaan niin semmoinenkin ajatus otetaan vakavasti.

Sattuisiko kellään foorumilaisista olemaan tietoa, tai jopa mahdollisesti joutilaita yksilöitä nurkissa? Nyt menisi hyvään kotiin ja arvokkaisiin töihin.

t,
-Kremmen

Juotosuunia siis lämmitetään vastussauvoilla. Näiden lämmitysvaikutus perustuu ensisijaisesti kuuman vastussauvan infrapunasäteilyyn, ei niinkään siihen että ne lämmittävät uunin ilmatilaa. Toki ne sitäkin tekevät, mutta halvat pizzauunit yleensä "vuotavat" kuin seula, joten lämmin ilma kiertää helposti uunista ulos huonetilaan.

IR-säteilyn lämmitysvaikutus piirilevyn pinnalla pitää olla riittävä jotta haluttu lämpötilan aikaprofiili voidaan saavuttaa. Stetsonin menetelmällä eli hatusta vetäen tähän tarvitaan reilun kilowatin kokonaisteho jotta jyrkimmät lämmön nostot onnistuvat. Samassa yhteydessä pitää kumminkin huomata, että valtaosan ajasta vastuksia ohjataan pienellä murto-osalla niiden maksimitehosta. Suurimman osan aikaa vastukset eivät käytännössä hehku lainkaan.

Vastuksen ohjaus toteutetaan moduloimalla siihen ohjattavaa jännnitettä/virtaa jollain sopivalla periaatteella. Käytännössä riittävän pienihäviöisiä ohjaustapoja on kaksi - vaihekulmaohjatun kytkimen (triacin) käyttö puolijaksoittain tapahtuvaan ohjaukseen tai nollapistekytkevä puolijohderele kokonaisten puolijaksojen ohjaukseen. Valinta perustuu prosessin ominaisuuksiin ja toteutettavan modulaattorin soveltuvuustarkasteluun. Muutamia lähtöhuomioita:

- Varsinaisen uunin termiset aikavakiot ovat luokkaa kymmeniä sekunteja hieman käytettävästä kokonaistehiosta riippuen. Kuitenkaan kokonaistehoa ei voida kasvattaa mielivaltaisesti koska viimeistään kasvava IR-säteilyn intensiteetti ylittää juotettavien komponenttien kestokyvyn. Myös verkkosulakkeiden koko tulee jossain vaiheessa vastaan.

- Lämmitysvastuksilla on myös oma terminen aikavakionsa, luokkaa muutama sekunti. Näin ollen ne eivät vastaa viiveettä lämmitystehon muutoksiin.

Noista aikavakioista voisi muodostaa uunin siirtofunktion ja sijoittaa sen navat s-tasoon säätäjän parametrien laskentaa varten. Se kumminkin vaatisi laboraatioita numeroarvojen selvittämiseksi, joten helpompi vaihtoehto on vaan olettaa, että navat on muutaman ja muutaman kymmenen sekunnin kohdalla ja mennä sillä.

Modulaattori siis ohjaa vastuksen lämmitystehoa syklisesti pulssinleveyttä ohjaamalla. Syklinajan tulee olla sopivassa suhteessa vastuksen termiseen aikavakioon siten, että jatkuvuustilassa (kun ylläpidetään vakiolämpötilaa) vastuksen pintalämpötila ei vaihtele liikaa. Jos heitetään hihasta, että vastuksen aikavakio on esim 5 sekuntia, voisi modulaattorin syklinaika olla esim 1 s.
Säätäjältä saatava toimisuure skaalataan modulaattorissa 0-100% pulssinleveydeksi jolla moduloidaan syklinaikaa. Näin ollen toimisuureen arvo joka on 10% maksimista aiheuttaa modulaattoriin 0,1 s päälläoloajan ja 0,9 s poissaoloajan jne.
Modulaattorin lähtö ohjaa kytkintä jolla sähköteho syötetään vastukselle. Kun vastuksilla ja uunilla on useiden ja useiden kymmenien sekuntien aikavakiot, ei kovin nopeasta ohjausyrityksestä ole hyötyä. Yksinkertaisin ja täysin riittävä kytkentätapa on nollapistekytkevä puolijohderele jolla saavutetaan hyvä ohjaustarkkuus ilman tarvetta erityiseen häiriösuojaukseen tms. Tarkoitukseen sopivia puolijohdereleitä on yleisesti saatavilla.

2. Lämpötilan mittaus- ja säätöjärjestelmä

Oikeaoppinen reflow-juotossykli käsittää muutamia eri vaiheita. Yksittäisten valmistajien numeroarvoiset suositukset hieman vaihtelevat mutta kaikille on yhteistä seuraava sekvenssi:

1. alkulämmitys huoneenlämmöstä esilämmityslämpöön (max +3 C/s),
2. ns. pre-soak eli haudutus esilämmityslämmössä (100 - 150 C; 60 - 120 s). Tässä vaiheessa piirilevy ja komponentit suunnilleen tasaantuvat samaan esilämpöön, ja juotospastan fluksi aktivoituu putsaten liitospinnat. Pre-soak-vaiheen lopussa pasta on kuivahtanut kittimäiseksi,
3. Lämpötilan nopeahko nosto liquidus-lämpöön jossa pastan sisältämä juotosmetalliseos sulaa ja muodostaa juotokselle ominaisen intermetallisen kerroksen juotettavien kappaleiden pintaan (lyijylliselle tinalle ja "pienille" kompoille Tl = 220 C),
4. Määräaikainen lämpötilan pito liquidus-lämmössä (yl. max 30 sek),
5. Lämpötilan nopeahko lasku takaisin huoneenlämpöön ( suositus max -6 C/s).

"Pakasta vedetyn" halpis-pizzauunin termostaattiohjaus soveltuu huonosti juotoskäyttöön. Paitsi, että lämpötilan asettumistarkkuus on korkeintaan viitteellinen, tapahtuu lämmitys myös aivan vääränlaisella profiililla. Yksinkertainen bimetallitermostaattihan ei pysty muuhun kuin täyden tehon ohjaukseen tai tehon katkaisuun kokonaan. Tällöin lämmittimien IR-säteilyn intensiteetti lämpötilaa nostettaessa menee överiksi ja tuloksena on ellei nyt varsinaisesti sulaneita niin kumminkin ylilämmitettyjä komponentteja. Se, että useat komponentit tuostakin selviytyvät ei kuitenkaan ole mikään suositus menetelmän puolesta. Siispä alkuperäinen "säätö"systeemi hiiteen ja parempaa tilalle.

Oikea ratkaisu on kunnollinen PID-säätäjä jolle generoidaan lämpötilan ohjearvo ylläolevan profiilin mukaan, ja oloarvo mitataan riittävän luotettavalla menetelmällä.

Säätäjäksi voi hommata valmiin kaupallisen ratkaisun (itse tein näin), tai sitten yhtä hyvin vaikka jonkin useista Arduino-pohjaisista projektitoteutuksista. Yksi mikä voisi toimia on tämä: http://www.baldengineer.com/projects/reflow-oven/ mutta muitakin löytyy.

Kaupallinen ratkaisu löytyy keramiikkauunin säätäjästä (kiln controller) joita on eBayssa kaupan pilvin pimein. Tärkeää on kuitenkin huomata, että säätäjän pitää olla sekvensoiva! Pelkällä yhden ohjearvon säätäjällä ei päästä maaliin vaan laitteeseen pitää sisältyä myös tuo oleellinen lämpötilan ohjearvon sekvensointi ylläolevan profiilin mukaan. Pelkkiä säätäjiä saa parilla eurolla, mutta sekvenserit ovatkin jo ihan eri hintaisia. Itselläni on suunnilleen tämä laite: http://www.ebay.com/itm/Programmable-PID-Temperature-Controller-Ramp-Soak-Kiln-50-Segment-timely-cycles-/111160665003?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item19e1b123ab. Sillä on hintansa mutta kyllä se sitten toimiikin juuri kuten pitää.

Kaikille säätäjille on yhteistä lämpötilan mittaus K-tyypin termoparilla. Mitta-anturiksi kannattaa katsoa eBaysta tai muualta kokonaan metallivaipallinen malli. Omani on suunnilleen tämmöinen: http://www.ebay.co.uk/itm/2M-Wire-Temprature-Sensor-Thermocouple-Probe-K-Type-135mm-x-1mm-/121159641402?pt=UK_BOI_Electrical_Test_Measurement_Equipment_ET&hash=item1c35ad693a
Idea on, että anturin ohut taipuisa mittapää tuodaan uunitilaan missä se asetellaan kontaktiin piirilevyn pinnan kanssa niin, että se karkeasti mittaa levyn pintalämpötilaa.
Jos säätäjäksi valitaan Arduino, niin sitten tarvitaan vielä joku shield tms jossa on välttämätön termoparivahvistin, jotta K-parin jännite pystytään muuntamaan Arduinolla luettavaan muotoon.

Osa 1: uunin runko

Halvat pizzauunit lämmittävät roiskeläpän tai mitä uuniin nyt työnnetäänkin, IR-sauvojen suoralla säteilyllä. Uunissa ei varsinaisesti ole mitään hyvin määriteltyä sisälämpötilaa missä ne poikkeavat kovasti normi paistouuneista.
Ravintomöykyn pinta lämpiää ihan sen mukaan kuinka se absorboi lämpösäteilyä ja prosessin ennakoiminen on lievää arpapeliä. Samasta syystä näiden halpisuunien lämpötilan asettelunapit on erittäin viitteellisiä, useimmiten lähinnä huono vitsi. Ainakaan mitään varsinaista yhteyttä namikassa esiintyviin numeroihin ja ruuan lämpötilaan on turha kuvitella syntyvän. Mutta ei tarvitsekaan, sillä alkuperäiset säätimet puretaan joka tapauksessa tarpeettomina pois tieltä.

Hankittavan pizzauunin toivotut ominaisuudet:

1. Sopiva fyysinen koko. Pituus ja leveys oman piirilevyn maksimitarvekoon mukaan. Olisi iloinen asia jos alkuperäiset säätimet ovat siten sijoitettu, että niiden vapauttamaan tilaan saadaan asennettua uusi lämpötilansäädin ja tehon ohjausrele. Usein tämmöinen tila olisi uunin oikeassa laidassa. Korkeutta uunilla ei tarvitse olla kuin sen verran että piirilevy sinne hyvin mahtuu. Enempi on periaatteessa tarpeetonta.

2. Lämpötehoa pitää olla yli kilowatti, mielellään jopa yli puolitoistakin. Kyse ei ole niinkään siitä, lämpiääkö tavara riittävän kuumaksi, vaan siitä että se lämpiää tarpeeksi ripeästi. Kunnollinen juotosuuni lämmittää noudattaen teollisuuden suosittelemia lämpötilaprofiileja - mitä tarkemmin sen parempi.

Uunin modaus juotoskäyttöön:

Hankkimani uuni oli alunperin 2 + 2 -sauvainen eli uunissa oli alalämpö ja ylälämpö erikseen kumpikin kahdella sauvalla. Ensi töikseni nappasin alasauvat irti ja tein ylös uudet kiinnityspaikat kaikille neljälle tasavälein. Näin uunista tuli pelkästään ylälämmitteinen. Syy moiseen on se, että alalämpöä ei varsinaisesti tarvita mihinkään ja kun ei sitä ole niin kaksipuolisten ladontojen juottaminen tulee mahdolliseksi. Piirilevyn alapuoli ei juotossekvenssin aikana saavuta liquidus-lämpötilaa jossa juote sulaa joten eri puolet voi juottaa peräjälkeen samassa uunissa.

Alkuperäiset vastuselementtien johdot oli vedetty lämmönkestävällä johdolla jonka uudelleenkäytin. IR-sauvojen johdotukseen on kiinnitettävä erityistä huomiota mikäli sauvojen mekaaniseen asennukseen puututaan millään tavalla. Uunien runko nimittäin kuumenee kevyesti yli PVC-eristeen sulamispisteen joten tavallisen johdon käyttö _ei_ tule kyseeseen. Oikein hyvä idea on myös käyttää lasikuitusukkaa mekaanisena lisäsuojana ahtaissa paikoissa.

Itse tein niin, että laitoin lisäeristeeksi uunin ulkokuoren alle 1 cm paksuista jäykkää palovillaeristettä (sitä vihreää hauraankovaa levyä mitä laitetaan mm varaavien takkojen kuoriin). Samalla kamalla eristin myös uuniosan ja säädinonkalon välisen seinämän jotta säädin pysyy viileämpänä. Taisinpa porailla muutaman jäähyreiänkin uunin takaseinään onkalon kohdalle.

Oma uuniaihioni ei ollut kiertoilmamallinen mutta jos nyt aloittaisin niin etsisin sellaisen jossa tuo ominaisuus on. Ilmankierto tasaa komponenttien säteilyabsorption erojen aiheuttamaa lämpötilavaihtelua mekaanisella lämmön siirolla. Päädyin itse tekemään vanhasta mikroaaltouunin tuulettimesta ilmankierrättimen uunin takaosaan. Vähemmällä pääsee jos semmoinen on uunissa jo valmiina. Puhallus ei tarvitse olla mikään hurrikaani, riittää kun ilma selvästi liikkuu uunin sisällä.

Halpisuuneissa on yleensä joku kromattu ritilä tms rimpula jonka päälle safka viritellään lämmitystä varten. Sen korvasin haponkestävästä vetoverkosta taitellulla tukevammalla hyllyllä jossa piirilevy istuu stabiilimmin. verkon aukoista pääsee ilma kiertelemään ja semmoisesta pujotin myös lämpöanturin proben, mistä lisää jatkossa.


Pari kuvaa uunin rungosta työn alla. Ritilä on tilapäinen ja proben asettelukin on vielä kesken. Toisessa kuvassa uunin päällä näkyy täysmetallivaippainen K-tyypin termoparianturi, joka on tähän käyttöön halpa ja riittävän hyvä. Hommattu eBaysta.

https://www.dropbox.com/s/6j73i8e6prciegn/IMG_1747.jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/6nsxvnlrrzi8j09/IMG_1748.jpg?dl=0

Tämä aihe on siirretty alueelle Elektroniikka ja tietotekniikka.

http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=7077.0

Jäsen jyrki.j.koivisto ilmaisi kiinnostusta tekemääni pintaliitosuunia kohtaan joten käsitelläänpä sitä nyt lyhyesti tässä. Ideahan kyseisessä laitteessa on siis toteuttaa pintaliitospiirilevyjen juottaminen kohtuullisen vakioidulla prosessilla jossa ennakoitavuus ja toistuvuus olisivat sen verran hyvät, että syntyy pääsääntöisesti toimivaa tulosta ilman jatkuvaa räpläämistä. Näin onkin tapahtunut omalta kohdaltani, eli yhtäkään sutta ei uunista vielä ole tullut ulos. Toisaalta ne haastavimmat eli BGA-paketoidut komponentit on vielä kokeilematta. Niitäkin kohtapuoliin kyllä testataan.

Rakennusprojektin yleinen kulku:

1. Paikallisetaan ja hankitaan sopiva halpis-pizzauuni tms IR-sauvoja hyödyntävä ruuanlämmitin. Muokataan siitä uuteen tarkoitukseen sopiva,
2. Hankitaan tai toteutetaan lämpötilan mittaus- ja säätöjärjestelmä. Integroidaan se uuniin,
3. Hankitaan tai toteutetaan lämpötehon ohjausjärjestelmä ja integroidaan sekin.
4. Labrataan lelut nippuun ja konfiguroidaan toimivaksi
5. Juotellaan tyytyväisenä hienoja piirilevyjä

Hankintakanavista ja tee-se-itse -prosentista riippuen projektin kustannukset on muutamista kympeistä ehkä pariin sataan euroon. Jälkimmäisellä summalla saa jo aika hyvän ja ainakin teknisesti luotettavan ratkaisun aikaan.

Kirjoittelen tänne seuraavaksi oman viestin kustakin ylläolevan listan kohdasta siten kuin se omassa projektissa toteutui.

Avasin tälle uuden aiheen kun yleiseen sähköpuoleen kuuluu niin paljon muutakin.
Lyhyt tilannekatsaus ja muutama juttu:
Apukortti ottaa siis käyttöjännitteeksi 24V sisään, ja tekee siitä kaikki muut tarvitsemansa sähköt.

Ohjausprosessoriksi on siis tulossa ARM Cortex-M4 sarjalainen Atmelin SAM4S. Siitä löytyy tarvittavat kilkkeet, erityisesti USB jonka kautta koodi on mahdollista päivittää ilman enempiä ohjelmointilaitteita, sekä myös kommunikoida PC:n kanssa jahka niin pitkälle päästään.

Digitaalituloja on savuimurille, ilmapumpulle, tuntilaskurille ja hätäseis-tiedolle. Nämä on kaikki optoerotettuja ja kunkin piirin työjännite voidaan näperrellä 5,12 tai 24V juotostäppäoikarien avulla. Jokaiseen piiriin tulee tietty myös ledi-indikaattori. Se mitä noiden tulojen perusteella tapahtuu on pitkälti ohjelmoitavissa; palataan siihen alempana.

Analogisia mittauskanavia on tällä hetkellä 4 kpl joista ainakin 1 ellei 2 on ajateltu kiertoveden lämpötilan mittaamiseen. Kanavien mitta-alue on oletusarvoisesti 0 - 3,3V, mutta SAMin analogietuaste mahdollistaa kanavakohtaisen esivahvistuksen 0,5 - 1 - 2 - 4. Jos tuntuu tarpeelliselta, niin voin vielä piirrellä piirikaavioon jännitejakovastukset joilla voi pudotella korkeampia tulojännitteitä mitta-alueelle. Loppujen kanavien käyttö jää siis mietittäväksi, mutta koodaamallahan saa aikaan vaikka mitä. Kaikissa kanavissa on pieni alipäästösuoto imuroimassa häiriöpiikkejä, sekä diodisuojaus käyttöjännitteisiin.

Lämpötilan ajattelin mitattavan TI:n edullisella LMT84LP -mittalähettimellä. Kyseessä on TO92-koteloinen pienen transistorin näköinen kompo, mikä tiedoksi herroille jotka suunnittelevat lämpötilamittauksen mekaniikkaa. Tässä linkki datalehteen jossa lisää infoa: http://www.mouser.com/ds/2/405/snis167b-338125.pdf.

Lähtöpuolella on tällä hetkellä 4 relettä: 3 kpl Omronin 2-vaihtoisia G5V signaalireleitä ja 1 kpl G5Q sulkeutuvalla koskettimella 230VAC 10A. Viimeksimainittu siis hätäseis-releeksi.
Kiertovesipumppua varten on 1 kpl 24V pwm-ohjattu toteemipaalulähtö. SAM ohjaa lähtöä PID-säätöalgoritmilla jonka ohjearvo ja parametrit on aseteltavissa konfiguraatiomuistiin. Konfiksessa on myös vaihtoehto avoimen silmukan ohjaukselle jos se nyt jotakuta kiinnostaa.

Käyttöliittymä on tulossa erilliselle kortille 10-napaisen lattakaapelin päähän. Latassa kulkee SPI-sarjakanava kumpaankin suuntaan siten, että satelliittikortille päin menee näyttödataa ja indikaattoriledien ohjausta; takaisinpäin tulee tietoa ohjauspainikkeiden tilasta. Olen vasta piirtänyt kanavan lähdön apukortin piirikaavioon, satelliitti on vielä aloittamatta. Tällä hetkellä ajatus on, että taidan napata käyttöliittymän ohjauskoodin taannoisesta kierroslukumittarista ja istuttaa satelliittikortille ATMega328:n joka saa toimia SPI-orjana ja hoitaa koko käyttöliittymäputiikin. Sitä voi sitten myöhemmin käyttää muuhunkin melkein suoraan sellaisenaan.
Näytöksi on tulossa jokin halpis HD44780-pohjainen teksti-LCD-näyttö tai sellaisen klooni - malleja löytyy vähintään riittävästi. Näytön koko on näillä näkymin 4 x 20 merkkiä jolla saa aikaan melko mukavasti toimivan käyttöliittymän softanäppäimin ja vierityksin. Tuollainen voisi olla aika lähellä totuutta: http://fi.mouser.com/ProductDetail/Newhaven-Display/NHD-0420AZ-FL-YBW-33V3/?qs=sGAEpiMZZMt7dcPGmvnkBuT4JheBghddCVjViiL%252bS1s%3d

USB-väylä toteutetaan micro-USB-liittimellä ja sen kautta voi päivittää prosessorin ohjelmakoodin käyttäen Atmelin Flip-sovellusta. Jossain vaiheessa voidaan hoitaa myös dataloggausta PC:lle tai jonnekin, mutta palataan siihen kun peruskortti nyt ensin toimii. Joka tapauksessa USB:n 5V syöttöä hyödynnetään siten, että kortti saa siitä syöttönsä ohjelmoinnin aikana jolloin ei tarvita muuta poweria. Toki releet ja muut 24V vehkeet on silloin pimeänä mutta eipä haitanne.

Piirsin kortille paikan 32,768 kHz kellokiteelle jolla saadaan tarkkoja ajastuksia jos tuntilaskurit ja vastaavat halutaan kunnolla tarkoiksi. Kiteen voi jättää kalustamattakin jos se tuntuu turhalta. Pääkiteeksi tulee joka tapauksessa 12 MHz tarkka kide joka tarvitaan jotta USB:n vaihelukkokellot saadaan riittävän nuukasti haarukkaan.

Olen vääntämässä ohjelmaan tuen konfiguraatioparametrien ja erilaisten laskureiden ym tilastomuuttujien tallentamiseen prosessorin flash-muistiin. Paitsi erilaisia kertoimia ja raja-arvoja jne, konfikseen voi tallentaa myös ohjeellisia vaihtoehtoja signaalien käsittelysäännöiksi. Näitä voi sitten asetella haluttuun asentoon käyttöliittymän kautta.

Mitä nyt tässä jäi mainitsematta, niin laitetaan oletusarvoisesti toimimaan sen mukaan mitä on aiemmin keskusteltu täällä foorumilla. Jos jutuissa on jotain ristiriitaa niin ne sitten vaan ratkotaan kun päästään toteutuksessa siihen asti.

Sillä välin heittäkää kommenttia ja ehdotuksia vapaasti.

Huomenta kaikki lastuajat,

Olen tässä iltapuhteiksi työstellyt ikuisuusprojekti-marsun sähkökuvia ja sekin homma alkaa olla voiton puolella. Tämä projektihan ei siis perustu tarpeeseen työstää metallia vaan harrastaa koneen rakentamista :) :) No, ehkä sillä lähitulevaisuudessa työstetäänkin, mutta asiaan:
Käväisin taas vähästä aikaa pläräämässä LinuxCNC:n wikiä, kun se on marsun ohjaussysteemi. Mulla on marsussa Mesan FPGA-kortti generoimassa servosignaalit ja yleistä I/O:ta. Haasteena on vaan, että I/O käy vähiin; marsussa on aika paljon ohjattavia leluja kun siinä on oma hydraulikoneikko, työkalunvaihtaja, 4-5 voitelupumppua eri kohteisiin, 2-vaihteinen kara erillisellä lukituksella ja tietty muljun, sumutuksen ja ilmapuhalluksen ohjaukset, sekvensseripoljin  ja varmaan vielä muutakin minkä tässä unohdan. Kaikkea pitää ohjata sekä käsin että automaattisesti, tietty. Ja kun kaikkea ihminen haluaa niin minä haluan marsuun kunnolliset fyysiset ohjainnamikat niinkuin "oikeissa" koneissa on, eikä mitään PC:n kuvaruudun virtuaalinappeja. Suunnittelin jo hommata toisen FPGA-kortin ja sille bobin, mutta törmäsinpä sattumalta tähän: http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?Shift_Register_Port_Expander. Tuohan on loistava kyhäelmä, sillä saa jumalattomasti I/O:ta edullisesti. Äkkiä laskien rinnakkaisportissa on 12 lähtösignaalia ja 5 tulosignaalia. Kun I/O-laajennin tarvii 3 lähtöä ja 1 tulon niin yhteen porttiin saa 4 laajenninta, eli 4*16 = 64 I/O-signaalia! Noistahan rakentaa ihan mitä vaan. Tavalliseen PC:hen saa ainakin 2 rinnakkaisporttia joten vaikka stepperien tms pulssitukset onnistuu toisella ja I/O toisella kortilla.

Meinaan lähteä suorilta rakentamaan tuohon konseptiin sopivaa I/O-korttia ja sovitinta jolla käytettävät rinnakkaisportin I/O-pinnit ohjataan I/O-korteille. Eli max 4 kpl 16 in / 16 out -korttia per portti ja niiden eteen valitsin jolla signalointi ohjataan oikealle I/O-kortille.
Onko foorumilla kiinnostuneita tällaisesta? Nyt on mahdollisuus vaikuttaa asiaan ja ilmaista kiinnostuksensa. Oma tämänhetkinen ajatus on rakennella muutama erilainen I/O-adapteri vaikkapa yleiseen signalointiin (5-24V optoerotettu); 230VAC-ohjauksiin releillä (lähdöt) ja optoilla(tulot); mahdollisesti (ja jopa luultavasti) extenderi eli RS485-ajureilla tms toteutettu "jatkokaapeli" jolla I/O-adapteri voidaan viedä kauemmas PC:stä, vaikka toiselle puolelle konetta. Itse ainakin tarvitsen sellaista - marsu kun on aika iso.
Aikataulu tälle olisi "kevään kuluessa" eli ei ihan tarkkaan osaa vielä sanoa, mutta mitään suurta mysteeriä tuossa ei ole.
Liitteenä kuva joka saattaa selventää, tai sitten ei...

Elikkä tuommoinen on lähdössä liikkeelle, kuka haluaa hypätä kelkkaan niin mainitkoon asiasta. Periaate on sama kuin meikän muissakin projekteissa, eli omakustannushinnalla liikkeellä, ja vehkeet rakennetaan laatukomponenteista asiaa kumminkaan liioittelematta. Ei näistä mitään hirmu hintaisia kapineita ole tulossa, tarvittava kama on lopulta kohtuullisen edullista.
Kaikki kommentit on tervetulleita ja toivottuja ihan siitä riippumatta haluatteko lähteä mukaan. Itse mietin mm. sellaista, että pitäisikö tehdä 5-24V logiikalle optio jossa on galvaanisesti erotettu apujännitteen syöttö (siis niin, että signalointi on erillään mahdollisesti tarvittavasta apujännitteestä). Varmaan kohta mietin montaa muutakin juttua mutta palataa niihin jos/kun asia etenee.