Stämgaffelklocka
Det här projektet dör bara om jag dör! 
Så här ser PID-kretsen ut i nuläget.
Justerbara resistanser är:
R1-P
R5-I
R6-D
R11-Gain
Signalen in och ut har samma polaritet, om man vill ha ut en inverterad signal(vilket kanske är vanligast) måste man slänga in en extra opamp.
Problemet jag hade under lång tid var att D inte hade tillräckligt hög förstärkning, men det hela började genast fungera när jag stoppade in den extra förstärkaren IC4B.
Spänningen ut från denna hoppar väldigt mycket upp och ner men medelvärdet är det som räknas så jag ser inget problem med det.
Jag har lyckats så pass bra med trimmningen att rätt temp uppnås redan efter 1 sväng om det inte är väldigt långt till målet för då krävs en extra sväng.
Samspelet mellan PID-parametrarna är väldigt intressant.
Om den tex går förbi målet så kan det bero på att P är för hög eller för låg, eller att D är för hög eller för låg, eller att I är för hög.
Det är alltså ganska svårt att trimma om man inte kan se kurvorna.
Kretsen innan PIDen är inte spikad riktigt ännu, jag ska nog jobba vidare lite på det.
Efter PIDen linjär-regleras en FET som agerar värme-element.
Många signaler att titta på.
Trassligt som vanligt.
Värmeburk.
Så här ser PID-kretsen ut i nuläget.
Justerbara resistanser är:
R1-P
R5-I
R6-D
R11-Gain
Signalen in och ut har samma polaritet, om man vill ha ut en inverterad signal(vilket kanske är vanligast) måste man slänga in en extra opamp.
Problemet jag hade under lång tid var att D inte hade tillräckligt hög förstärkning, men det hela började genast fungera när jag stoppade in den extra förstärkaren IC4B.
Spänningen ut från denna hoppar väldigt mycket upp och ner men medelvärdet är det som räknas så jag ser inget problem med det.
Jag har lyckats så pass bra med trimmningen att rätt temp uppnås redan efter 1 sväng om det inte är väldigt långt till målet för då krävs en extra sväng.
Samspelet mellan PID-parametrarna är väldigt intressant.
Om den tex går förbi målet så kan det bero på att P är för hög eller för låg, eller att D är för hög eller för låg, eller att I är för hög.
Det är alltså ganska svårt att trimma om man inte kan se kurvorna.
Kretsen innan PIDen är inte spikad riktigt ännu, jag ska nog jobba vidare lite på det.
Efter PIDen linjär-regleras en FET som agerar värme-element.
Många signaler att titta på.
Trassligt som vanligt.
Värmeburk.
Dagens test blev skit!
Jag värmde upp lådan under natten och startade testet innan jag gick till jobbet.
När jag kom hem var det 29.1grader i rummet, jag öppnade ett fönster och ni ser ju hur det blev.
Jag stängde fönstret och kurvan stiger upp till typ samma nivå igen.
Jag misstänker att elektroniken till den nya temp-regleringen stör den gamla regleringen(i röret), alltså när effekten ökar för den nya regleringen så blir avläsningen fel för temp-sensorn i röret.
[EDIT] Japp, jag hade rätt.
Ibland är det svårt med väldigt små signaler på kopplingsdäck, avsaknaden av ett ordentligt jordplan och dumt placerade komponenter gör att allt kan bli lite ostabilt.
Jag ska prova att ta bort regleringen i röret och byta ut alla motstånd till precisions-motstånd(det borde jag ha gjort för länge sen) så blir det nog andra bullar.
Jag fick nästan inte in allt i lådan.
Grafen tog en sväng till Skåne och tillbaka.
http://ake.myftp.org/forum/Stamgaffelkl ... test17.gif
Jag värmde upp lådan under natten och startade testet innan jag gick till jobbet.
När jag kom hem var det 29.1grader i rummet, jag öppnade ett fönster och ni ser ju hur det blev.
Jag stängde fönstret och kurvan stiger upp till typ samma nivå igen.
Jag misstänker att elektroniken till den nya temp-regleringen stör den gamla regleringen(i röret), alltså när effekten ökar för den nya regleringen så blir avläsningen fel för temp-sensorn i röret.
[EDIT] Japp, jag hade rätt.
Ibland är det svårt med väldigt små signaler på kopplingsdäck, avsaknaden av ett ordentligt jordplan och dumt placerade komponenter gör att allt kan bli lite ostabilt.
Jag ska prova att ta bort regleringen i röret och byta ut alla motstånd till precisions-motstånd(det borde jag ha gjort för länge sen) så blir det nog andra bullar.
Jag fick nästan inte in allt i lådan.
Grafen tog en sväng till Skåne och tillbaka.
http://ake.myftp.org/forum/Stamgaffelkl ... test17.gif
Grafen gick tom förbi Ystad.
Men eftersom det verkar vara väldigt små signalskillnader det handlar om så hade jag nog byggt det hela på antingen noggrant planerade experimentkort eller gjort kretskort efter guidlinjer som vid tillverkning för högfrekvens utrustning. Korta banor och anslutningar och stora jordplan och bygga det för att minska ev läckströmmar som kanske skulle kunna vara en faktor.
Vet inte vilka spänningsskillnader det handlar om att förstärka här men om det kanske säg hade varit under µV området så kan i vissa fall lite högre fuktighet göra att man kan få ett mätfel, gäller dock speciellt högimpediva opampar men vet inte vilka du använder.
Men eftersom det verkar vara väldigt små signalskillnader det handlar om så hade jag nog byggt det hela på antingen noggrant planerade experimentkort eller gjort kretskort efter guidlinjer som vid tillverkning för högfrekvens utrustning. Korta banor och anslutningar och stora jordplan och bygga det för att minska ev läckströmmar som kanske skulle kunna vara en faktor.
Vet inte vilka spänningsskillnader det handlar om att förstärka här men om det kanske säg hade varit under µV området så kan i vissa fall lite högre fuktighet göra att man kan få ett mätfel, gäller dock speciellt högimpediva opampar men vet inte vilka du använder.
Hej hej! (grafen hälsar på i Lappland) 
Nu gick grafen åt andra hållet(rätt håll) när jag öppnade fönstret.
Jag körde utan reglering i röret men jag har fortfarande lågpris-motstånd.
Det är dags att analysera ordentligt, jag hade hoppats på ett någorlunda bra resultat utan att fördjupa mig för mycket, men så kul ska vi tydligen inte ha.
Spänningen får avvika med ungefär 20µV med nuvarande koppling, det kanske är på gränsen på ett kopplingsdäck.
Jag behöver nog lite hjälp med det här men jag ska tänka lite själv först.
Nu gick grafen åt andra hållet(rätt håll) när jag öppnade fönstret.
Jag körde utan reglering i röret men jag har fortfarande lågpris-motstånd.
Det är dags att analysera ordentligt, jag hade hoppats på ett någorlunda bra resultat utan att fördjupa mig för mycket, men så kul ska vi tydligen inte ha.
Spänningen får avvika med ungefär 20µV med nuvarande koppling, det kanske är på gränsen på ett kopplingsdäck.
Jag behöver nog lite hjälp med det här men jag ska tänka lite själv först.
Tydligen var den stora delen av problemet termiskt.
Jag hade för lite circulation i lådan och tempsensorn var för långt från gaffeln.
Jag flyttade kylflänsen lite längre från fläkten så att den inte täpper till lika mycket.
Fläkten körs nu på 12V istället för 5V.
Egentligen har jag nått målet nu men jag är övertygad om att det går att göra ännu bättre.
1 Streck är 10ppm.
Chribbe76=nöjd
http://ake.myftp.org/forum/Stamgaffelkl ... test19.gif
Jag hade för lite circulation i lådan och tempsensorn var för långt från gaffeln.
Jag flyttade kylflänsen lite längre från fläkten så att den inte täpper till lika mycket.
Fläkten körs nu på 12V istället för 5V.
Egentligen har jag nått målet nu men jag är övertygad om att det går att göra ännu bättre.
1 Streck är 10ppm.
Chribbe76=nöjd
http://ake.myftp.org/forum/Stamgaffelkl ... test19.gif
Nu har jag gjort en tempkontroller, det har tagit lång tid att bestämma designen, många misslyckade etsningar(i efterhand misstänker jag dålig framkallare), lång väntetid för att borra hål med maskinen på jobbet , men nu är den klar... typ.
Vad kan man säga om schemat... Jag har valt metoder som jag själv förstår, därför kan det finnas snyggare lösningar men jag är nöjd iaf.
IC1A och IC1B skapar konstant ström till PT1000-givaren.
IC2A mäter differansen i spänning över PT1000 och förstärker lite lagom utan att överstiga max spänning.
IC2B förstärker och gör offset för att mäta inom rätt temp-område.
IC3A agerar ställbar offset, med poten ställer man temperaturen.
Genom att koppla poten som stänningsdelare baserat på en referens-spänning så kompenseras temperatur-förändringarna i poten.
IC3B är ett RC-filter.
IC4A är PID-P
IC4B är PID-D
IC5B är en extra förstärkning och extra filter till D, förstärkningen är ruskigt hög så utan filter fladdrar den som fan.
Jag kommer byta ut denna op mot en som har lägre läckström på ingångarna, nu ligger den hela tiden med lite offset på grund av läckströmmen.
IC5A är PID-I, denna op måste bytas till en op med lägre läckström på ingångarna för att det ska fungera, med denna op laddas kondensatorn ur på tok för snabbt vilket gör att I hela tiden drar mot mitten.
IC7A adderar alla 3 signalerna P,I,D.
IC7B linjär-reglerar strömmen i en FET som agerar värme-element.
Schema
Lödning:
Klar:
Det fungerade inte så bra
, jag blev tvungen att byta ut op'en för PID-I på grund av läckströmmen på ingångarna och jag hade bara med DIL-kapsel. 
Jag är nöjd med testet, det är lite svårt att bevisa hur exakt tempkontrollern är och hur mycket frekvensen ändras av temp-förändrigar och ljus men resultatet ligger så pass bra att det inte spelar så stor roll.
Det som är lite mysko är att om temperaturen utanför lådan stiger med 5 grader så sjunker temperaturen(enligt termometern) i lådan med 0.6 grader.
Min tempkontroller har givervis kompenserat så det blir alltså en diff mellan denna och termometern.
Att temperaturen skiljer så mycket i lådan är fullkomligt orimligt för då borde frekvensen ha ändrats så mycket att grafen flygit långt utanför skärmen.
Så det verkar ju som om termometern ljuger(fenomenet är dubbel-verifierat) men jag kan ändå inte riktigt acceptera att felet är så stort i termometern.
Man skulle kunna ha en teori om att cirkulationen är dålig i lådan och tempsensorernas placering påverkar resultatet.
Men det skulle isf betyda att det bara var tur att temp-kontrollerns sensor var lämpligt placerad så det tror jag inte heller på.
Gammal etstank blev lämplig testrigg.
I testerna ändras temperaturen utanför lådan typ 3-5 grader och ljuset ändras oxå väldigt mycket.
1streck=10ppm
Graf1
Grafen börjar låååångt upp när gaffeln är kall.
Graf2
Just det, jag höll på att glömma...
Jag har kommit till rätta med problemet att RS232-kommunikationen strular när man slår på och stänger av apparater i rummet.
Under första testet var oscilloskopen inkopplade(ojordade).
Jag upptäckte att Integratorn i PIDen ofta ändras när jag tände och släckte lampor(även i andra rum).
Det som jag tror händer är att det blir en potential-förändring och eftersom allt ligger och flyter(inkl oscilloscopet) så tar det en stund innan alla delar har anpassat sig, det skulle faktiskt även kunna vara skadligt för elektroniken.
Så utan oscilloscope är allt perfekt.
Att köra jordat är omöjligt för mig men jag skulle kunna koppla dator och oscilloscope till samma jordade grenutag vilket borde lösa problemet.
, men nu är den klar... typ.Vad kan man säga om schemat... Jag har valt metoder som jag själv förstår, därför kan det finnas snyggare lösningar men jag är nöjd iaf.
IC1A och IC1B skapar konstant ström till PT1000-givaren.
IC2A mäter differansen i spänning över PT1000 och förstärker lite lagom utan att överstiga max spänning.
IC2B förstärker och gör offset för att mäta inom rätt temp-område.
IC3A agerar ställbar offset, med poten ställer man temperaturen.
Genom att koppla poten som stänningsdelare baserat på en referens-spänning så kompenseras temperatur-förändringarna i poten.
IC3B är ett RC-filter.
IC4A är PID-P
IC4B är PID-D
IC5B är en extra förstärkning och extra filter till D, förstärkningen är ruskigt hög så utan filter fladdrar den som fan.
Jag kommer byta ut denna op mot en som har lägre läckström på ingångarna, nu ligger den hela tiden med lite offset på grund av läckströmmen.
IC5A är PID-I, denna op måste bytas till en op med lägre läckström på ingångarna för att det ska fungera, med denna op laddas kondensatorn ur på tok för snabbt vilket gör att I hela tiden drar mot mitten.
IC7A adderar alla 3 signalerna P,I,D.
IC7B linjär-reglerar strömmen i en FET som agerar värme-element.
Schema
Lödning:
Klar:
Det fungerade inte så bra
, jag blev tvungen att byta ut op'en för PID-I på grund av läckströmmen på ingångarna och jag hade bara med DIL-kapsel. Jag är nöjd med testet, det är lite svårt att bevisa hur exakt tempkontrollern är och hur mycket frekvensen ändras av temp-förändrigar och ljus men resultatet ligger så pass bra att det inte spelar så stor roll.
Det som är lite mysko är att om temperaturen utanför lådan stiger med 5 grader så sjunker temperaturen(enligt termometern) i lådan med 0.6 grader.
Min tempkontroller har givervis kompenserat så det blir alltså en diff mellan denna och termometern.
Att temperaturen skiljer så mycket i lådan är fullkomligt orimligt för då borde frekvensen ha ändrats så mycket att grafen flygit långt utanför skärmen.
Så det verkar ju som om termometern ljuger(fenomenet är dubbel-verifierat) men jag kan ändå inte riktigt acceptera att felet är så stort i termometern.
Man skulle kunna ha en teori om att cirkulationen är dålig i lådan och tempsensorernas placering påverkar resultatet.
Men det skulle isf betyda att det bara var tur att temp-kontrollerns sensor var lämpligt placerad så det tror jag inte heller på.
Gammal etstank blev lämplig testrigg.
I testerna ändras temperaturen utanför lådan typ 3-5 grader och ljuset ändras oxå väldigt mycket.
1streck=10ppm
Graf1
Grafen börjar låååångt upp när gaffeln är kall.
Graf2
Just det, jag höll på att glömma...
Jag har kommit till rätta med problemet att RS232-kommunikationen strular när man slår på och stänger av apparater i rummet.
Under första testet var oscilloskopen inkopplade(ojordade).
Jag upptäckte att Integratorn i PIDen ofta ändras när jag tände och släckte lampor(även i andra rum).
Det som jag tror händer är att det blir en potential-förändring och eftersom allt ligger och flyter(inkl oscilloscopet) så tar det en stund innan alla delar har anpassat sig, det skulle faktiskt även kunna vara skadligt för elektroniken.
Så utan oscilloscope är allt perfekt.
Att köra jordat är omöjligt för mig men jag skulle kunna koppla dator och oscilloscope till samma jordade grenutag vilket borde lösa problemet.
-
JimmyAndersson
- Inlägg: 26568
- Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
- Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
- Kontakt:
En vanlig Wöhler S-N kurva för stål anger högcykelutmattningsgränsen vid ca 10E6 till 10E7 cykler. Detta är den spänningsgräns (om den inte överskrids) som stålet har oändlig livslängd. Om stämgaffeln vibrerar med 440 Hz så når man gränsen 10E7 cykler på 6,3 h. Således är inte det några extrema tider i sammanhanget.Metallutmattning behöver du knappt vara orolig för, så länge den inte ska gå dygnet runt i *väldigt* många år.
Således skicka inte in för mycket energi i din stämgaffel om du inte vill att den skall gå sönder. Resonans kan knäcka de flesta mekaniska system på väldigt kort tid. Vilket jag har en del erfarenhet av.
Länken nedan ger lite grundläggande info om Wöhler diagram och utmattning.
http://yu.ac.kr/~jdkwon/download/Uniaxial.pdf
Jimmy, Helping Hand + Skruvmejsel som SMD-fixering fungerar väl måttligt bra men jag har inget bättre.
Jag har funderat på att bygga en kullagrad arm men det blir nog aldrig av tyvärr.
Intressant länk hecke.
Jag kom på en sak, för att temp-inställnings-poten ska kompensera korrekt för temp-förändringar måste motstånden R27 och R28 ha samma egenskaper som poten.
Alternativet är att man skippar motstånden helt.
Rätta mig om jag har fel.
Jag har funderat på att bygga en kullagrad arm men det blir nog aldrig av tyvärr.
Intressant länk hecke.
Jag kom på en sak, för att temp-inställnings-poten ska kompensera korrekt för temp-förändringar måste motstånden R27 och R28 ha samma egenskaper som poten.
Alternativet är att man skippar motstånden helt.
Rätta mig om jag har fel.
Absolut, då det verkar handla om väldigt små strömmar och spänningar. De måste vara lika stabila eller bättre än poten, som jag utgår är cermet potar, annars om motstånden ändrar värde så ändras förstås värdet från poten. Vet inte om du använder några speciella sorter för motstånden eller "vanliga" 0.1% men annars så är det kanske högstabila motstånd är som gäller.
Som du säger själv så kan det hända att det går att ta bort dessa motstånd men då får du en lite sämre precision på poten då inställningsområdet blir större. Kan kanske inte bli några problem men det är beroende på hur pass petig inställningen är nu.
Förresten jag vet inte om det är kopplat så men i schemat så har mer eller mindre alla potar inte alla ben anslutna utan bara två. Om de inte har det så rek jag nog att göra så på alla då störningar och liknande ev kan plockas upp.
Förresten har du någon ungefärlig koll på vilka strömmar och spänningar det handlar om att kontrollera?
Som du säger själv så kan det hända att det går att ta bort dessa motstånd men då får du en lite sämre precision på poten då inställningsområdet blir större. Kan kanske inte bli några problem men det är beroende på hur pass petig inställningen är nu.
Förresten jag vet inte om det är kopplat så men i schemat så har mer eller mindre alla potar inte alla ben anslutna utan bara två. Om de inte har det så rek jag nog att göra så på alla då störningar och liknande ev kan plockas upp.
Förresten har du någon ungefärlig koll på vilka strömmar och spänningar det handlar om att kontrollera?
Jag använder procisions-motstånd med 25ppm/gradC.
Det fanns inte bättre ytmonterade på Elfa.
Jag menar att det teoretiskt skulle vara bättre med sämre(samma som poten) motstånd på varje sida om poten för då blir kompenseringen av tempförändringen perfekt(i teorin).
Nu har jag räknat lite på det och kom fram till att en skillnad på 10graderC(vid pot och motstånd) ger 0.00047V skillnad efter IC3A.
Det ger en skillnad på 0.00016 grader i mätresultatet.
Så i detta fall spelar det ingen roll.
Menar du att jag borde ansluta det fria benet till mittenbenet?
Jag hade faktiskt tänkt göra det men eftersom jag inte har läst varför man bör göra det så skippade jag det.
PT1000 givaren har konstant ström på 0.25mA.
Spännings-skillnaden över den är 0.01V på hela mätområdet 10graderC.
Jag har strävat efter en mätnoggrannhet på 0.01gradC så det ger 10µV.
Vad återstår:
* Labba mer med oscillatorn för att spika designen.
* Göra kretskort till denna.
* Göra kretskort till µkontrollern och led-displayen.
* Bygga låda (Jag skippar knappar, allt ska styras med fjärrkontroll).
* Programmera klockan.
* Eventuellt bygga någon form av kalibreringsmoj.
Det fanns inte bättre ytmonterade på Elfa.
Jag menar att det teoretiskt skulle vara bättre med sämre(samma som poten) motstånd på varje sida om poten för då blir kompenseringen av tempförändringen perfekt(i teorin).
Nu har jag räknat lite på det och kom fram till att en skillnad på 10graderC(vid pot och motstånd) ger 0.00047V skillnad efter IC3A.
Det ger en skillnad på 0.00016 grader i mätresultatet.
Så i detta fall spelar det ingen roll.
Menar du att jag borde ansluta det fria benet till mittenbenet?
Jag hade faktiskt tänkt göra det men eftersom jag inte har läst varför man bör göra det så skippade jag det.
PT1000 givaren har konstant ström på 0.25mA.
Spännings-skillnaden över den är 0.01V på hela mätområdet 10graderC.
Jag har strävat efter en mätnoggrannhet på 0.01gradC så det ger 10µV.
Vad återstår:
* Labba mer med oscillatorn för att spika designen.
* Göra kretskort till denna.
* Göra kretskort till µkontrollern och led-displayen.
* Bygga låda (Jag skippar knappar, allt ska styras med fjärrkontroll).
* Programmera klockan.
* Eventuellt bygga någon form av kalibreringsmoj.
Menar du att jag borde ansluta det fria benet till mittenbenet?
Då det hela handlar om noggrannheter inom ppm området och små strömmar och spänningar som skall kontrolleras och där kontroll poten är direkt kopplad till en högimpediv ingång hos en OP så hade jag absolut gjort det. Har inte själv sett någon förklaring på det heller men jag ser det ialf som ett sätt att reducera ingångar som kan ta upp ev störningar. Kan mycket väl hända att det kanske inte blir någon som helst skillnad att göra så i detta fall men om inte annat så hade jag tyckt att det känts lite bättre.
Jo jag vet hur du menar med motstånden och visst i teorin tar ju alla kompenseringar ut varandra men i praktiken tror jag nog att det helt enkelt blir sämre då kompenseringen kan vara väldigt olika vid normala motstånd.
Ok så du har så pass bra motstånd tja det borde ju vara ok och nej gör det så liten skillnad så bör det ju inte vara några problem.
Då det hela handlar om noggrannheter inom ppm området och små strömmar och spänningar som skall kontrolleras och där kontroll poten är direkt kopplad till en högimpediv ingång hos en OP så hade jag absolut gjort det. Har inte själv sett någon förklaring på det heller men jag ser det ialf som ett sätt att reducera ingångar som kan ta upp ev störningar. Kan mycket väl hända att det kanske inte blir någon som helst skillnad att göra så i detta fall men om inte annat så hade jag tyckt att det känts lite bättre.
Jo jag vet hur du menar med motstånden och visst i teorin tar ju alla kompenseringar ut varandra men i praktiken tror jag nog att det helt enkelt blir sämre då kompenseringen kan vara väldigt olika vid normala motstånd.
Ok så du har så pass bra motstånd tja det borde ju vara ok och nej gör det så liten skillnad så bör det ju inte vara några problem.
