Ich habe ein Upgrade auf einen Mk9-Doppelextruder durchgeführt, bei dem anstelle der Thermistoren, die ich zuvor hatte, Thermoelemente installiert waren.
Egal, was ich mit den Thermoelementen gemacht habe, die angezeigte Temperatur stieg um bis zu 30 ° C oder mehr. Kurz gesagt, nach einigen Wochen des Fummelns habe ich die Thermoelemente nie zum Laufen gebracht und sie durch Thermistoren ersetzt, die in Ordnung waren.
Meine Frage lautet also: Was ist erforderlich, damit Thermoelemente zuverlässige, konsistente und genaue Messwerte liefern? Sind sie nur unglaublich empfindlich?
Einige Dinge, die ich ausprobiert habe, sind:
Natürlich muss eine Schaltung hinzugefügt werden (normalerweise eine Thermoelement-Verstärkerkarte wie http://wiki.ultimaker.com/Thermocouple_Sensor_Board_v1 ), um die winzigen Spannungsunterschiede in größere Unterschiede umzuwandeln, die mit Arduino oder ähnlichen analogen Eingängen verwendet werden können.
Platzieren Sie diese Platinen in der Nähe der Thermoelemente, aber so weit, dass sie selbst eine ziemlich stabile Temperatur haben.
Haben Sie absolut keine Drahtverlängerungen von Spleißen, Änderungen der Drahttypen (Material) usw.
Vermeiden Sie zu schnelle Wiederholungsmessungen.
Ich habe eine Thermoelementplatine mit 5 V über ein Potentiometer gegen den analogen Eingangsstift ausgetauscht, um Probleme mit dem Arduino, den Stiftkonfigurationen oder der Software auszuschließen, und stabile Messwerte erhalten.
Ich habe den Heizblock, beide Seiten der Thermoelemente, die Heizung selbst usw. auf Masseschluss überprüft. Keine gefunden.
Die Thermoelementdrähte sind von einer geflochtenen Abschirmung umgeben (nicht üblich oder kurzgeschlossen mit einem der Thermoelementdrähte). Ich habe versucht, das an beiden Enden und an beiden Enden mit dem Heizblock, dem Druckerrahmen, der Masse des Netzteils und der Masse der RAMPS-Platine zu erden. Diese hatten verschiedene Effekte (manchmal groß), aber ich konnte keine Konfiguration finden, die die Messwerte stabil machte (viel weniger genau!).
Vermisse ich etwas?
Vielen Dank!
Steve
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Antworten:
Thermoelemente erzeugen passiv SEHR kleine Spannungen über den Seebeck-Effekt - normalerweise einige zehn Millivolt. Es handelt sich buchstäblich nur um ein Paar Drähte aus zwei verschiedenen Speziallegierungen, die am "heißen" Ende elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Drahtverbindung kann in jeder Art von Befestigungsspitze oder -öse montiert werden, die gewünscht wird.
Die Tatsache, dass es sich um sehr einfache und passive Geräte handelt, macht sie für TCs desselben Typs äußerst präzise und konsistent, VIEL mehr als für Thermistoren. Jedes Typ-K-Thermoelement auf der Welt liefert ungefähr die gleiche Genauigkeit von +/- 1-2 ° C. Sie können sogar ein Thermoelement in zwei Hälften schneiden, die Enden der Drähte erneut verdrillen, und es funktioniert immer noch!
Das sehr kleine Signal (Millivolt), das sie erzeugen, ist jedoch sehr anfällig für elektrisches Rauschen und Schaltungsdesign. Die Signalspannung muss stark verstärkt werden, um nützlich zu sein. Es ist also nicht viel EMR von Ihrer Heizung oder Ihren Stepper-Kabeln erforderlich, um den TC-Messwert zu stören. Ein häufiges Problem bei TC-Schaltkreisen in 3D-Druckern ist die gefürchtete Erdungsschleife. Wenn die "heiße" Spitze elektrisch mit dem heißen Block verbunden ist, können Spannung und Strom an der Heizung und den Motorkabeln kleine Ströme durch die vollständig verschraubten TC-Kabel induzieren bis das Millivolt-Signal. Der Verstärker nimmt diese Streuspannungen auf und löscht den abgelesenen Wert. Daher gibt es einige wichtige Richtlinien, um Rauschen von den TC-Kabeln fernzuhalten:
Ein weiteres häufiges Problem bei TC-Schaltungen ist die KALTKOMPENSATION. Ein Thermoelement misst nicht die Spitzentemperatur, sondern den Temperaturunterschied zwischen der heißen Spitze und der kalten Verbindungsstelle, an der der TC entweder mit dem Verstärker oder der Kupferverkabelung verbunden ist. Der TC-Verstärker verfügt über einen integrierten Thermistor, mit dem die Temperatur an der Vergleichsstelle zum gemessenen Signal des Thermoelements addiert wird. Es gibt ein paar Dinge, die Sie tun müssen, um sicherzustellen, dass die Vergleichsstellenkompensation ordnungsgemäß funktioniert:
In diesem Fall gibt der TC ein gutes Signal aus und der Verstärker liest es richtig. Aber es gibt noch einen Haken. Das Mainboard muss wissen, wie der Ausgang des Verstärkers zu verstehen ist. Steuerplatinen für 3D-Drucker, die ausschließlich für TCs entwickelt wurden, wie z. B. Mightyboards, verwenden normalerweise die digitale Kommunikation zwischen dem Verstärker und dem Hauptsteuerchip (MCU). Dies ist sehr zuverlässig und erfordert keine spezielle Firmware-Konfiguration - die Unterstützung ist integriert. Wenn Sie jedoch einen externen TC-Verstärker auf eine Platine legen, die Thermistoren erwartet, müssen Sie der Firmware mitteilen, wie das Signal gelesen werden soll vom amp.Die gebräuchlichste Technik besteht darin, dass der Verstärker ein lineares Spannungssignal an den normalen Thermistoreingang (ADC) der MCU ausgibt. Anschließend konfigurieren Sie die Firmware so, dass die entsprechende "Thermistortabelle" (eigentlich eine Spannungsnachschlagetabelle) für diesen bestimmten Verstärker verwendet wird. Abhängig von Ihrer Controller-Karte müssen Sie möglicherweise auch sicherstellen, dass die regulären Pull-Up- / Pull-Down-Widerstände des Thermistors den Ausgang des Verstärkers nicht beeinflussen.
Sie müssen also sicherstellen, dass:
Wenn Sie das alles tun, sollte ein TC überlegene Genauigkeit und Zuverlässigkeit gegenüber einem Thermistor bieten.
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Es hört sich so an, als hätten Sie nur ein defektes Thermoelement. Aber ich habe gerade eine Google-Suche nach "Warum sind Thermoelemente ungenau" durchgeführt und diesen Artikel zum Erkennen fehlerhafter Thermoelemente und zur vorbeugenden Wartung gefunden. Ich habe nie an viele Tipps im Artikel gedacht, aber ich hatte auch keine so drastischen Temperaturfehler.
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