Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie werden Lötkolben geregelt (PWM oder wie)?


von Patryk D. (pad_dy)


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Wie wird denn so ein Lötkolben angesteuert? PWM? Phasenanschnitt?

Ich will einen 12V Weller WMRP mit Mosfet und Arduino regeln.

von Martin S. (sirnails)


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Was? PWM? Phasenanschnitt?

Nene, junge, das ist sowas von 2016... Der klassische 2-Punkt-Regler ist 
dein Freund.

von nemesis... (Gast)


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Beitrag "Weller WECP-20"

Ein paar Schaltbilder hier gewähren mal einen Einblick.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Regelung ist meistens eine Wellenpaketsteuerung mit variablen 
Pausenzeiten und geringer Frequenz. Bedeutet im betriebsbereiten 
(heißen) Zustand bekommt der Lötkolben z.B. eine Sekunde lang seine 
volle Betriebsspannung, meistens 24V~ über einen Triac, danach wird drei 
Sekunden bis zum nächsten Impuls abgeschaltet. Das würde einem 
Tastverhältnis von 25% entsprechen. Wenn mehr Leistung verlangt wird, 
verkürzt die Regelung die Pausenzeit.

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Patryk D. schrieb:
> Ich will einen 12V Weller WMRP mit Mosfet und Arduino regeln.

Glaubst Du, den Weller noch verbessern zu können?

von Utz (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Was? PWM? Phasenanschnitt?
>
> Nene, junge, das ist sowas von 2016... Der klassische 2-Punkt-Regler ist
> dein Freund.

Auch wenn sich die Pulsdauer im Sekundenbereich bewegt, ist es trotzdem 
eine PWM. Und die kommt nicht von einem Zweipunktregler, sondern von 
einem Regelalgorithmus (meist PID).
Bei einfachen Gurken (20€-Station vom Gemüseladen) mag deine Aussage 
stimmen. Aber nicht bei Weller (oder anderen namhaften Herstellern). Da 
ist es immer eine PWM.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Patryk D. schrieb:
> Ich will einen 12V Weller WMRP mit Mosfet und Arduino regeln.
Ein Tipp: wenn du das Handstück (=Lötkolben) aus Versehen dauerhaft mit 
der Versorgungsspannung beaufschlagst ("PWM = 100%"), dann brennt dir 
nach ca. 1 min. die Heizung durch. Pass also auf, wo du den Breakpoint 
setzt. Ach so Arduino, das gibts das ja ga rnicht. Glück gehabt...  ;-)

von Martin S. (sirnails)


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Utz schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Was? PWM? Phasenanschnitt?
>>
>> Nene, junge, das ist sowas von 2016... Der klassische 2-Punkt-Regler ist
>> dein Freund.
>
> Auch wenn sich die Pulsdauer im Sekundenbereich bewegt, ist es trotzdem
> eine PWM.

Nö. Wenn überhaupt ist es eine Puls-Pausen-Modulation (PPM), aber 
garantiert keine PWM. Aber auch das stimmt nicht, weil keine Daten 
übertragen werden.

> Und die kommt nicht von einem Zweipunktregler, sondern von
> einem Regelalgorithmus (meist PID).

Du hast wohl noch nie etwas vom Magnastat gehört...

> Bei einfachen Gurken (20€-Station vom Gemüseladen) mag deine Aussage
> stimmen. Aber nicht bei Weller (oder anderen namhaften Herstellern). Da
> ist es immer eine PWM.

Definitiv nicht. Es steht nirgendwo im Beitrag des TO, dass seine 
Lötstation keine 30 Jahre alt ist (so meine meine).

von Utz (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Nö. Wenn überhaupt ist es eine Puls-Pausen-Modulation (PPM), aber
> garantiert keine PWM. Aber auch das stimmt nicht, weil keine Daten
> übertragen werden.

Was für Daten? Eine PWM zeichnet sich dadurch aus, daß die steigende 
Flanke (Einschalten) immer in einem festen Raster ist (z.B. aller 1s). 
Die fallende Flanke (Ausschalten) bewegt sich dazwischen. Wenn z.B. die 
fallende Flanke nach 0,5s kommt, also die Heizung abgeschaltet wird, hat 
man ein Tastverhältnis von 50%. Das und nichts anderes ist eine PWM, 
daher auch der Name: Pulse Width Modulation. Die Breite des Pulses wird 
verändert. Wo nimmst du die Anforderung her, daß hier Daten übertragen 
werden müssen?

Und eine PPM (Puls-Pausen-Modulation) ist es definitiv nicht. Da ist der 
Impuls immer gleich lang und die Ausschaltzeit wird variiert.

Martin S. schrieb:
> Du hast wohl noch nie etwas vom Magnastat gehört...

Magnastat wird aber nicht von der Lötstation geregelt, sondern das macht 
der Lötkolben (bzw. die Spitze) selber. Das ist natürlich ein 
Zweipunktregler, aber das war hier nicht gefragt. Der WRMP ist definitiv 
kein Magnastat, sondern hat ein Heizelement und einen Temperaturfühler.

von PWM-Experte (Gast)


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> Nö. Wenn überhaupt ist es eine Puls-Pausen-Modulation (PPM), aber
> garantiert keine PWM. Aber auch das stimmt nicht, weil keine Daten
> übertragen werden.

Eine PWM hat mit Datenübertragung erstmal nichts zu tun. Mit einer PWM 
wird beispielsweise die Helligkeit einer Beleuchtung oder die 
Drehgeschwindigkeit eines Motors variiert. Im Falle des Lötkolbens dann 
eben die Temperatur. Das hat schon alles seine Richtigkeit.
Wenn ich als Entwickler einen Lötkolben regeln müsste, würde ich 
definitiv zur PWM greifen (in Kombination mit PID)

von Der Andere (Gast)


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Also meine uralte Weller Temptronic hat eine feste Periodendauer von 
etwas weniger als 1s und die Einschaltdauer variiert von dauerhaft 
(Temperatur ist deutlich unter sollwert) bis 0 (temperatur ist deutlich 
über Sollwert).
Im normalen Betrieb ist die PWM bei geschätzten 10-20% (320°C und 
Leerlauf), 50-70% normale Lötstelle erwärmen und 90 - 100% Massefläche 
erwärmen oder ähnliches.

Ob das jetzt ein P oder PI oder gar ein PID Regler ist weiss ich nicht, 
würde aber auf einen P oder PI mit kleinem I Anteil tippen.

von Wolfgang (Gast)


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Utz schrieb:
> Auch wenn sich die Pulsdauer im Sekundenbereich bewegt, ist es trotzdem
> eine PWM. Und die kommt nicht von einem Zweipunktregler, sondern von
> einem Regelalgorithmus (meist PID).

Mindestens einen Umsetzer vom PID-Ausgangssignal auf das 
PWM-Tastverhältnis fehlt da noch.
Mir ist zumindest kein Lötkölben mit Linearendstufe bekannt ;-)

von Utz (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Utz schrieb:
>> Auch wenn sich die Pulsdauer im Sekundenbereich bewegt, ist es trotzdem
>> eine PWM. Und die kommt nicht von einem Zweipunktregler, sondern von
>> einem Regelalgorithmus (meist PID).
>
> Mindestens einen Umsetzer vom PID-Ausgangssignal auf das
> PWM-Tastverhältnis fehlt da noch.
> Mir ist zumindest kein Lötkölben mit Linearendstufe bekannt ;-)

Bei den analogen Stationen wird die PWM mit Dreieck / Komparator 
gemacht.
Und bei den digitalen mit µC.

Also alles da, was du dir wünschst :-)

von Georg (Gast)


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Utz schrieb:
> Aber nicht bei Weller

Sowas von ahnungslos - die meisten Weller regeln nicht mal elektrisch, 
sondern über eine temperaturempfindliche Mechanik, im Prinzip wie ein 
Bimetallschalter.

Georg

von Utz (Gast)


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Georg schrieb:
> Utz schrieb:
>> Aber nicht bei Weller
>

> die meisten Weller regeln nicht mal elektrisch,
> sondern über eine temperaturempfindliche Mechanik, im Prinzip wie ein
> Bimetallschalter.
>
> Georg
Was du meinst, sind die Magnastat. Gerade um diese geht es hier aber 
nicht. Hier geht es um einen WRMP, und der ist eindeutig kein 
Magnastat!
Der hat eine Heizung und einen Temperaturfühler drin, was meinst du, 
wozu?
Steuert der Temperaturfühler einen Stellmotor an, der "eine 
temperaturempfindliche Mechanik" bedient? ;-)

> Sowas von ahnungslos
Danke gleichfalls :-)

von nemesis... (Gast)


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Georg schrieb:
> Sowas von ahnungslos - die meisten Weller regeln nicht mal elektrisch,
> sondern über eine temperaturempfindliche Mechanik, im Prinzip wie ein
> Bimetallschalter.
>
> Georg

Wenn du Weller Magnastat meinst, ist die Annahme falsch, denn da
gibts keinen Bimetal, sondern die Spitzen sind magnetisch und
betätigen einen elektrischen Kontakt, wenn die Spitzen die
Curie-Schwelle erreichen und dabei vorübergehend ihren Magnetismus 
verlieren. Wenn die Spitze dann abkühlt und der Curie-Punkt
unterschritten wird, also die Spitze wieder magnetisch wird,
wird der Kontakt wieder geschlossen.
Daher machen die Geräte auch so ein charakteristisches Klick-Geräusch.

von Utz (Gast)


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nemesis... schrieb:
> Wenn du Weller Magnastat meinst, ist die Annahme falsch, denn da
> gibts keinen Bimetal, sondern die Spitzen sind magnetisch und
> betätigen einen elektrischen Kontakt, wenn die Spitzen die
> Curie-Schwelle erreichen und dabei vorübergehend ihren Magnetismus
> verlieren.

Richtig. Genauso ist es.
Und selbst wenn er Magnastat meint, ist es völlig daneben, die als "die 
meisten Weller" zu bezeichnen. Und dazu noch andere Leute als "sowas von 
ahnungslos" zu bezeichnen.

von Martin S. (sirnails)


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Utz schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Nö. Wenn überhaupt ist es eine Puls-Pausen-Modulation (PPM), aber
>> garantiert keine PWM. Aber auch das stimmt nicht, weil keine Daten
>> übertragen werden.
>
> Was für Daten? Eine PWM zeichnet sich dadurch aus, daß die steigende
> Flanke (Einschalten) immer in einem festen Raster ist (z.B. aller 1s).

Eine PWM ist eine Puls-Weiten-MODULATION. Und wie wir alle aus der 
Vorlesung Nachrichtentechnik wissen, ist eine Modulation die 
Überlagerung eines Nutzsignals mit einem Träger.

Da bei einer Pulsweitenmodulation jedoch kein Nutzsignal vorliegt, 
sondern die Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung 
lediglich im Integral einen Effektivwert erzeugen soll, handelt es sich 
bei der PMW eigentlich um gar keine Modulation. Da es allerdings keine 
treffendere Bezeichnung dafür gibt, hat sich der Begriff der Modulation 
auch hierfür etabliert. Daher sagte ich "eigentlich".

> Die fallende Flanke (Ausschalten) bewegt sich dazwischen. Wenn z.B. die
> fallende Flanke nach 0,5s kommt, also die Heizung abgeschaltet wird, hat
> man ein Tastverhältnis von 50%. Das und nichts anderes ist eine PWM,
> daher auch der Name: Pulse Width Modulation. Die Breite des Pulses wird
> verändert. Wo nimmst du die Anforderung her, daß hier Daten übertragen
> werden müssen?

Weil das der Begriff der Modulation erforderlich macht. s.o.

> Und eine PPM (Puls-Pausen-Modulation) ist es definitiv nicht. Da ist der
> Impuls immer gleich lang und die Ausschaltzeit wird variiert.

Stimmt.

> Der WRMP ist definitiv
> kein Magnastat, sondern hat ein Heizelement und einen Temperaturfühler.

Vom WRMP war hier nur nie die Rede. Wie kommst Du darauf? Das hat zwar 
einer gepostet, aber nicht der TO...

Und um nochmal zur WECP-20 zurückzukommen: Nix PWM, 2-Punkt-Regler. Denn 
weder Pulslänge noch Pulspause sind da in irgend einer Form geregelt.

Und wenn Du sagst, dass es trotzdem noch eine PWM wäre, dann würde das 
auch für einen Heizkörper gelten. Denn es ist egal, ob die Ein- und 
Ausschaltsignale von einem Bimetall oder einem Regler kommen.

von Harald W. (wilhelms)


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Georg schrieb:

> die meisten Weller regeln nicht mal elektrisch,
> sondern über eine temperaturempfindliche Mechanik,

Aha, und wie wird mechanisch Hitze erzeugt?

von Utz (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Vom WRMP war hier nur nie die Rede. Wie kommst Du darauf? Das hat zwar
> einer gepostet, aber nicht der TO...

Und schon wieder liegst du falsch:

Patryk D. schrieb:
> Ich will einen 12V Weller WMRP mit Mosfet und Arduino regeln.



Martin S. schrieb:
> Und um nochmal zur WECP-20 zurückzukommen: Nix PWM, 2-Punkt-Regler.

Auch das ist wieder ein Griff in die Minus-Kiste :-)
Die WECP20 macht sehr wohl eine PWM und steuert damit einen Triac an.

Abgesehen davon hat die WECP20 später erst der "nemesis" ins Spiel 
gebracht, gerade weil man da sehen kann, daß sie mit PWM arbeitet. Dem 
TO (Patryk) geht es um die Ansteuerung seines WRMP.

von Bernd K. (prof7bit)


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Martin S. schrieb:
> Eine PWM ist eine Puls-Weiten-MODULATION. Und wie wir alle aus der
> Vorlesung Nachrichtentechnik wissen, ist eine Modulation die
> Überlagerung eines Nutzsignals mit einem Träger.
>
> Da bei einer Pulsweitenmodulation jedoch kein Nutzsignal vorliegt,

Ach komm, sei doch nicht so phantasielos.

Nach kurzer Überlegung kommt man doch zum Schluss daß es nur so zu 
interpretieren ist daß die Rolle des Nutzsignals hier unzweifelhaft der 
veränderlichen Gleichspannung (oder Strom oder Leistung) zukommt die man 
mit der PWM steuern will, sie IST die Information die transportiert 
werden soll, mit diesem Nutzsignal wird das Puls-Pausenverhältnis des 
Trägers verändert (und somit diese Information auf den Träger 
aufmoduliert). Und mit nem simplen Tiefpass (beim Lötkolben zum Beispiel 
durch dessen thermische Trägheit) kann man es auch wieder demodulieren 
und heraus kommt dann genau wieder das Nutzsignal. Ich sehe nicht wo Du 
da irgendwo eine Abweichung von der Definition oder sonstige 
Unstimmigkeit erkennen kannst.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (mb_)


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Patryk D. schrieb:
> Ich will einen 12V Weller WMRP mit Mosfet und Arduino regeln.

Ob ein Mosfet oder eher ein Triac das richtige ist, hängt wohl davon ab, 
ob es sich um Wechselspannung oder Gleichspannung handelt.

Meine Lötstation wird per PWM über einen Triac gesteuert und über 
PID-Regler geregelt:
https://bues.ch/h/xytronic

von Schluckauf (Gast)


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@Martin Schwaikert

Schau mal bei Wikipedia vorbei, da wird es ganz gut erläutert. Der 
Begriff PWM spielt nicht nur in der Nachrichtentechnik (Ist nur ein 
Teilgebiet der E-Technik) eine Rolle. Er ist viel weiter gefasst. In der 
Leistungselektronik spielt die PWM eine zentrale Rolle (nicht zur 
Datenübertragung)

" Einsatzbereiche sind Gleichstromsteller, Frequenzumrichter bzw. 
Elektromotoren, Inverter für das Widerstandspunktschweißen, 
Heizelemente, Dimmer, Schaltnetzteile, Klasse-D-Verstärker und 
elektronisch kommutierte Ventilatoren."

Grüße,

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin S. schrieb:
> Vom WRMP war hier nur nie die Rede.
Ich meine, diese Buchstabenkombination nach einem kleinen 
Buchstabendreher im allerersten Post erkennen zu können.
Eine WRMP gibt es gar nicht. Und eine Diskussion über WMRP vs. WRMP ist 
irgendwie kleinlich und nicht zielführend...

von 0815 (Gast)


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Ich würde im 0 - Durchgang der Spannungsquelle schalten. So kann man das 
Entstehen von Störungen vermeiden. Das ist natürlich nur relevant, falls 
Du einen Trafo verwendest.
Im Regelkreis hast Du 3 Tiepässe. die Ansprechzeit des Sensors (ca 1 
Sek), das "PWM" (mit 0 Durchgang mit ca 4 Sek) und die Aufheizzeit (ca 1 
min). Diese Zeiten liegen so weit voneinander, dass für die Regelung nur 
die langsamste Zeit relevant ist. Mit nur einer Zeitkonstante (PT1) 
genügt zuerst ein P-Glied und es ist bei jeder Verstärkung stabil.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Martin S. schrieb:
> Und wenn Du sagst, dass es trotzdem noch eine PWM wäre, dann würde das
> auch für einen Heizkörper gelten. Denn es ist egal, ob die Ein- und
> Ausschaltsignale von einem Bimetall oder einem Regler kommen.

Stimmt, egal ist das. Ich bezweifle allerdings, dass die Bimetall-PWM 
eine konstante Frequenz hat. Sollte man dieses Problem gelöst haben, 
wird man einen Temperaturgesteuerten PWModulator erhalten. Also ein 
Thermometer ...


Harald W. schrieb:
> Aha, und wie wird mechanisch Hitze erzeugt?

Reibung :-)


Martin S. schrieb:
> Weil das der Begriff der Modulation erforderlich macht. s.o.

Bernd K. schrieb:
> die Rolle des Nutzsignals hier unzweifelhaft der
> veränderlichen Gleichspannung (oder Strom oder Leistung) zukommt die man
> mit der PWM steuern will, sie IST die Information die transportiert
> werden soll, mit diesem Nutzsignal wird das Puls-Pausenverhältnis des
> Trägers verändert

Eben.


Gruß

Jobst

von Soul E. (Gast)


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Schluckauf schrieb:

> (...) In der
> Leistungselektronik spielt die PWM eine zentrale Rolle (nicht zur
> Datenübertragung)
>
> " Einsatzbereiche sind Gleichstromsteller, Frequenzumrichter bzw.
> Elektromotoren, Inverter für das Widerstandspunktschweißen,
> Heizelemente, Dimmer, Schaltnetzteile, Klasse-D-Verstärker und
> elektronisch kommutierte Ventilatoren."

Auch das sind Daten. Spannungs- bzw Frequenzvorgabe, Drehzahlvorgabe, 
...


Daten bzw Information müssen nicht immer Downloads aus dem Internet sein

von Schluckauf (Gast)


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soul e. schrieb:
> Schluckauf schrieb:
>
>> (...) In der
>> Leistungselektronik spielt die PWM eine zentrale Rolle (nicht zur
>> Datenübertragung)
>>
>> " Einsatzbereiche sind Gleichstromsteller, Frequenzumrichter bzw.
>> Elektromotoren, Inverter für das Widerstandspunktschweißen,
>> Heizelemente, Dimmer, Schaltnetzteile, Klasse-D-Verstärker und
>> elektronisch kommutierte Ventilatoren."
>
> Auch das sind Daten. Spannungs- bzw Frequenzvorgabe, Drehzahlvorgabe,
> ...
>
> Daten bzw Information müssen nicht immer Downloads aus dem Internet sein

Information und Daten sind aber zu unterscheiden. Jeder gerichtete 
Energiefluss entspricht einer Übertragung von Information. Selbst der 
Strom der aus der Steckdose kommt ist moduliert. Aber niemand käme auf 
die Idee von einer Datenübertragung vom Kraftwerk zum Verbraucher zu 
sprechen.

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