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Forum: Projekte & Code Lötstation


Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Hier eine digitale Lötstation im Eigenbau. Ist fertig und funktioniert.
Muss nur noch auf mein Gehäuse warten.

schaut am Besten hier auf meiner HP:
http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/index.htm

Wenn es jemand nachbaut, bitte ich darum mir die Werte vom 
Temperaturfühler seines Lötkolbens zu senden (Adresse auf meiner HP), 
damit ich die entsprechenden Anpassungen an verschiedene Lötkolben in 
einer Tabelle veröffentlichen kann.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Und was kostet der Kolben?
Bei meiner RDS80 fast so viel wie Station + Kolben!
Warum nimmst Du keine Ringkerntransformatoren. Sind nicht so viel 
teurer, haben aber sehr guten Wirkungsgrad und machen auch weniger 
Störungen.

Autor: Thorsten Eggert (eggert)
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Hi Stefan,
cooles Teil, ich hab zwar ne Weller Station, aber die will jetzt evtl. 
"gepimpt" werden...

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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@Stefan
Den Trafo hatte ich gerade da.

Bei Reichelt kostet die Weller WD1000 279€ der Kolben WSP80 116€ (für 
meinen habe ich 30 bezahlt ;-)
Im Übrigen hat jeder so seine Motive, Geld sparen ist nicht meines.
Ich bastel Geräte weils mein Hobby ist.

@Thorsten
was ist "gepimpt", hört sich unanständig an ;-)

Autor: Thorsten Eggert (eggert)
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Kennst Du die MTV-Sendung "Pimp my Ride"

( http://de.wikipedia.org/wiki/Pimp_My_Ride )

Da gehts darum das irgentwelchen Leuten das
Auto aufgemotzt wird...

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Ich gucke nie Fernsehen.
Aber melde dich doch für die Sendung "pimp my soldering station" :-)

Anlage: Eagle Layout

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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und noch das C-Programm
LCD von Peter Fleury wird benötigt

Autor: frankieboy (Gast)
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@Stefan Gemmel

Das wäre ja eine ideale Ergänzung zum Pollin Ersatz-Lötkolben 840054 
(24V/48W). Muss ich unbedingt mal ausprobieren.

Gruss

Frank

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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@frankieboy
das sind doch die, die ganz schnell kaputtgehen. Macht aber nix, bei dem 
Preis. Versuchs mal.

Es geht aber nicht mit Lötkolben mit PTC-Heizelement, bei denen die 
Heizung gleichzeitig der Temperaturfühler ist.

Autor: Krulli (Gast)
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Deswegen hat ja der Pollinkolben auch 4 Drähte, rot und Blau = 
Thermoelement. Weiß und Schwarz = Heizung.

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Stefan,
erstmal ein großes Lob für die Mühe und tolle Dokumentation.

Vor einem halben Jahr habe ich mir auch eine Regelung, allerdings nur 
für Ersa Lötkolben (24V, 80W) mit Thermoelement gebaut.
Dabei habe ich jedoch die Erfahrung gemacht, dass alles,außer einer 
gescheiten PID Regelung nicht taugte.
Die Temperatur wird, selbst bei großen Laständerungen auf ca 4 Grad 
ausgeregelt. Beim Einschalten keine Überschwinger von mehr als 3 Grad 
bei einem einstellbaren Sollwertbereich von 100-400 Grad.
Wenn ein Lötkolben mit Thermoelemnt zum Einsatz kommt, müsste man 
eigentlich noch eine Kaltstellenkompenation durchführen, nun ja man kann 
natürlich auch davon ausgehen, dass die Temperatur dieser Stelle bei 25 
Grad liegt.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass bei deiner Regelung die Temperatur 
relativ konstant gehalten wird. Dies dürfte speziell beim Aufheizen für 
Probleme sorgen (sehr große Überschwinger nach oben), da erst 20 Grad 
vor erreichen der Solltemperatur die Heizleistung reduziert wird. Durch 
Speicher- und Verzögerungseffekte der Heizung wird die Temperatur 
wahrscheinlich die eingestellte Solltemperatur um bis zu 100 Grad 
überschreiten.

Hast Du das Regelverahlten schon in der Praxis getestet?

Um bei meinem ERSA Lötkolben die Temperatur im Leerlauf auf 350 Grad zu 
halten bedarf es etwa 16W (Nennleistung 80W bei 24V), da heisst die 40% 
Heizleistung im +-20 Grad Fenster sind viel zu viel.
Den Optokoppler für die Triacsteuerung würde ich mit einer Version, die 
eine
Nullpunktsteuerung enthält ersetzen, damit entfällt auch das Detektieren 
des Nulldurchgangs per Kontroller.

Gruß Volker

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Hallo Volker,

Diese Regelung war ein erster Versuch, damit es überhaut mal läuft.
Ich habe alles neben meinem PC aufgebaut und teste täglich das 
Regelverhalten.
Mit dem veröffentlichten Code sind die Überschwinger beim Einschalten 
30°Grad. Danach ergelt er auf 20° genau aus. Beim Löten merkt man aber 
davon nichts.
Im Moment teste ich mit einem 50W Weller.
20W sind im Leerlauf wirklich zu viel, muss ich reduzieren.
Der MOC3041 mit Nulldurchgangerkennung hat mir das nicht genau genug 
gemacht (bis zu 7V Schaltschwelle) ausserdem kann man so eine Vielzahl 
Typen benutzen.
Deine PID Regelung interessiert mich - poste mal, zumindest die 
Parameter.
In Regelungstechnik war ich immer ganz schlecht, deshalb hoffe ich ja 
hier Tipps zu erhalten ;-)

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Stefan,

die Regelung werde ich in den nächsten Tagen hier reinstellen, ich 
möchte nur noch etwas Ordnung reinbringen, damit man das auch verstehen 
kann.

Gruß Volker

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Stefan,

hier mal wie versprochen meine PID-Regelung.



1. Die Heizung wird mit einem PWM-Takt von 1s angesteuert. Hierfür ist 
die Variable "pwm_reload" zuständig
Da über einen Optokoppler mit integrietem Nullspannungsschalter der 
Triac gezündet wird ist die kleinste Auflösung 10ms, dies entspricht 
einem pwm_reload Wert von 1. Demensprechend beteutet ein reload Wert von 
50
eine Einschaltdauer von 0,5s ...

2. Die Parameter dglied_faktor und kglied_faktor können im Programm 
(nicht Bestandteil dieses Beitrags) geändert und im EEprom abgelegt 
werden.
Ich bin für einen Ersa TE50 (24V/80W) zu folgenden Werten gekommen:
dglied_faktor: 24
kglied_faktor: 3

Ein Ersa CT80/821 ebenfalls 24V/80W funktioniert auch gut, aber mit 
diesen Parametern nicht ganz so optimal wie der TE50.

Wichtig: Die Ersa Lötkolben haben eine Anheizleistung von bis zu 280W.

3. tempsoll zur Zeit im Bereich von 100-350, temp_ist ist die vom 
AD-Wandler ausgelesene Temperatur in Grad Celcius.

4. Der I-Anteil läuft bis zu einer Abweichung von 10 Grad konstant nach 
oben, eine echter I-Anteil wird nur darüber berechnet.

Bei mir ist der Lötkolben innerhalb von ca. 60s auf einer eingestellten 
Lötemperatur von 350 Grad, bei normalem Löten bekomme ich bei meinem 
Aufbau
Schwankungen von etwa 3 Grad. Bei einer sehr großen Wärmeabfuhr (mit 
Kombizange an die Lötspitze) werden es natürlich etwas mehr.
Das Prog sollte auch noch auf eventuelle Überlauffehler überprüft 
werden, ist bei mir jedoch noch nicht aufgetreten.

void heiz_steu (void) /* wird alle 1s aufgerufen */
{

 int kglied;
 int ueber;



 kglied = tempsoll - temp_ist;


 dglied = temp_ist-tempist_save; //positiv beim Aufheizen

 dglied=dglied*dglied_faktor;


 tempist_save=temp_ist;

 ueber =  kglied;



 if (ueber > 10 )          // I-Regler läuft bis zu einer Abweichung von 
10 Grad konstant.
  {
    iglied = iglied + 6;   //wird alle 8 Sekunden um 3 erhöht, da weiter 
unten durch 16 geteilt wird

  }
 else
  {
    iglied = iglied + ueber;
  }


if (iglied < 0)
 {
  iglied = 0;
 }


if (iglied > 1600)
 {
  iglied = 1600; /* Maximalwert */
 }


  iglied_ueber=iglied;
  iglied_ueber=iglied_ueber/16;


  kglied=kglied*kglied_faktor;

  ueber = iglied_ueber + kglied;
  ueber = ueber - dglied;


cli();         /* Interrupt disablen */

 if (ueber < 0)
  {
    pwm_val_reload = 0;
  }
  else
  {
    pwm_val_reload = (word) ueber;
  }

sei();         /* Interrupt enablen */

}

Hoffe du kannst es gebrauchen.

Volker

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Du verwendest Tasten zum Temp. verstellen, wäre nicht ein Poti einfacher 
zu bedienen. Mich stört sowas jedenfalls immer. Übrigens mit einem TL494 
geht das auch auf analogem Wege, nur die Anzeige fehlt. Die halte ich 
aber auch nicht für ganz wichtig, will ja damit löten und wenn du eine 
andere Spitze draufmachst stimmt die Anzeige eh nicht mehr(die Meßstelle 
ist ja wo ganz anders) Dein Regelalgo. ist aber wirklich etwas schwach. 
Ein reiner P-Regler geht da vermutlich schon besser, ein PI dürfte das 
Optimum darstellen.

Viel Erfolg und weiterhin schöne Projekte, Uwe



Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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@Volker
danke für deinen Code. Ich habe ihn auch getestet aber die Werte 
schwanken sehr stark. Ich denke der D-Faktor ist zu hoch. Muss mal etwas 
rumexperimentieren.

@Uwe
Potis finde ich auch viel angenehmer und besser einzustellen. Sind aber 
gerade nicht in. Wenn man so liest was die Leute hier schreiben, da soll 
sogar ein Labornetzgerät digital einstellbar sein.
Ic denke ich bau mal eins ein, so dass man wahlweise nehmen kann was man 
will.
Der Tl494 ist einer meiner Lieblingsbausteine, aber ich versuche ja 
gerade das Programmieren von µC zu erlernen.
Die Temperatur stimmt sowieso nicht. Ich habe mir gerade zwei Weller 
gekauft, die haben eine Abweichung von 30Grad beim Temperaturfühler.


Hier ist mein neuster Regelalgorithmus. Sieht vielleicht komisch aus 
aber es geht sehr gut.

int pid(int16_t Soll, int16_t Ist){
  int16_t U;                      // Stellgrösse
  int16_t Error;                  // Regelabweichung

  float Ki = 0.02;                // Faktor I
  float Kd = 0.05;                // Faktor D
  float Kp = 0.5;                 // Faktor P

  float KI;                       // Faktor I temporär
  int16_t Ui;                     // Wert I
  int16_t Ud;                     // Wert D
  int16_t Up;                     // Wert P

  Error=(Soll-Ist);               // Regelabweichung berechnen
  if (abs(Error) > 100){          // >100 -> Kein I-Anteil
    KI = 0;
  }
  else{                           // sonst I-Faktor 0.02
    KI = Ki;
  }
  sumError += Error;              // Regelabweichung aufsummieren
  if(Error <=-15) sumError = 0;   // 15 Grad zu Heiß -> I-Summe  = 0

  if(sumError >=  20000){         // I-Summe begrenzen
    sumError = 20000;
  }
  if(sumError <= 0){              // Untere Grenze 0
    sumError =0;
  }

  Ui = sumError * KI;             // Werte berechnen
  Ud = (Error - Error_alt) * Kd;
  Up = Error * Kp;
  U = Ui + Ud + Up;               // Gesamtwert berechnen

  if (U > 50) U = 50;             // Gesamtwert begrenzen
  if (U<0) U = 0;
  Error_alt = Error;              // Abweichung speichern
return U;                         // Heizwert in Watt (max 50W)
}

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Stefan,

der Code sieht doch ganz gut aus, und wenn er funktioniert umso besser.
Aber eines leuchtet mir nicht ein, und zwar der D-Anteil 0.05

Angenommen der Lötkolben hat in der Aufheizphase eine Temperaturerhöhung 
von
10 Grad/s (steiler gehst wohl nicht), dann kommt dein D-Anteil gerade 
mal auf
10x0.05=0,5, ist also verschwindet gering gegeüber 50W.
Und dies wird wohl der größtmögliche D-Anteil sein.

Der hohe D-Anteil resultiert bei mir haupsächlich aus großen 
Überschwingern beim Aufheizen, wie gesagt bei Ersa liegt die 
Anheizleistung bei einem 80W Lötkolben eben nicht bei 80W sondern bei 
ca. 280W. Dies kann man auch mittels Widerstandsmessung der Heizwendel 
ermitteln, diese liegt im kalten Zustand nur bei ca 2 Ohm, die 80W 
gelten nur für 350 Grad.
Beim Aufheizen bekomme ich eine maximale Steigung von 9 Grad pro 
Sekunde, deshalb muß der D-Anteil rechzeitig gegensteuern.

Wie das bei Weller ist weiß ich nicht, ich löte eigentlich nur mit Ersa 
und Pace.

Mit welchem Lötkolben hast du meinen Code getestet?

Zum Thema "Die Temperatur stimmt eh nicht, da Fühler ganz woanders 
sitzt"
Zumindest bei Ersa mit innenbheizten Lötspitzen sitzt das Thermoelemnt 
sehr nahe an der Lötspitze (ca 2,5 cm), die Abweichung ist also nicht 
allzu groß.


Gruß Volker

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Der D-Anteil macht Probleme, ich habe ihn so klein gemacht dass ich nur 
noch einen PI-Regler habe. Schon mit einem D-Anteil von 1.0 schwingt die 
Temp. im Standby zwischen 3 und 20W. Mit den 0.05 habe ich mich wohl 
verschrieben, ich hatte 0,5 ermittelt.

Der Weller LR21 (50W) macht etwa 8K/s
Deinen Code habe ich damit getestet.

Die Thermoelemente der Ersa sind schneller und genauer als die Fühler 
der Ersa. Ich weiss auch nicht welchen Fühler die drin haben, hat etwa 
30 Ohm kalt.


Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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so sieht es fertig aus

Autor: BennyS (Gast)
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Sieht gut aus, nur eine Frage wieso die 2 ICs( IC2,3) bei dem Netzteil ?
Könnte mir das bitte jemand erklären, irgendwie ist da glaub ich ne 
lücke in meinem Halbwissen :)

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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BennyS wrote:
> Sieht gut aus, nur eine Frage wieso die 2 ICs( IC2,3) bei dem Netzteil ?
> Könnte mir das bitte jemand erklären, irgendwie ist da glaub ich ne
> lücke in meinem Halbwissen :)

nein ich habe einen Schreibfehler im Schaltplan.
Es ist ein positiver und ein neg. Spannungsregler.
Es müsste unten -5V lauten.

Autor: BennyS (Gast)
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OK, dann passt das auch wieder mit den -5V beim OP ;)

Autor: Lothar (Gast)
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Hallo,
@Krulli, bist Du Dir sicher, dass die Belegung so stimmt. Ich habe zwei 
von den Ersatzkolben bestellt. Wenn ich das Teil von außen erwärme, 
messe ich an beiden Kombinationen ws(1)/sw(4) und rt(2)/bl(3) 
Spannungen. Die an sw/ws in etwa doppelt so hoch wie an rt/bl. Die 
Leitungen haben den gleichen Querschnitt, recht dünn für 2A. 24V an den 
falschen Leitungen würden das Thermoelement sicher töten. Eine Belegung 
verrät weder Pollin noch Reichelt. Wieso erzeugt das Heizelement 
überhaupt eine Thermospannung. Die ohmschen Werte verraten auch nichts. 
???? Hilfe !!!
Gruß
Lothar

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Ein Thermoelement hat immer 0 ohm, das müsste wohl eindeutig von der 
Heizung (etwa 12ohm) zu unterscheiden sein.
Ein Widerstand im Temperaturfühler ist ein NTC oder PT.
Ich denke ihr habt unterschiedliche Kolben.

Autor: Lothar (Gast)
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Hallo Stefan,
ich habe den Pollin Art.Nr. 840059 und grad mit einem Metex M-4640, (4 
1/2 stellig) nachgemessen, aber eben nur die Kaltwiderstände.
rt/bl - 1,7 Ohm
sw/ws - 3,1 Ohm
Da sind die Leitungswiderstände dabei und die sind recht dünn.
Was mich stutzig macht, das an beiden Kombinationen eine Spannung zu 
messen ist, wobei die an sw/ws wesentlich größer ist. Bei der Aufheizung 
mittels Kerze kann ich nicht sagen, wie die Temperatur war. Die 
gemessenen Spannungen:
rt/bl - 0,9mV
sw/ws - 7mV
Durch die erzeugte Spannung ist der Widerstand nicht mehr mit einem 
Multimeter zu messen, er wird richtungsabhängig.
Deshalb meine Frage an Krulli, so richtig logisch ist das nicht. Wenn 
ich vom Kaltwiderstand ausgehe, müßte sw/ws die Heizung sein. Bei 
Betrachtung der Spannung wäre sw/ws das Themoelement. Ein Heizelement 
sollte eigentlich keine Thermospannung abgeben. Es bleiben viele ??????
Grüsse
Lothar

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Krulli hat mal geschrieben "die Spitzen sind innenbeheizt"
vermutlich ist da ein PTC-Heizelement drin. Kannst ja mal den Widerstand 
beim erhitzen messen. Thermospannungen können überall entstehen wo 2 
verschiedenen Materialien aufeinandertreffen. Ist schon denkbar. 
Allerdings sind deine Thermospannungen zu gering. Eine Kerze kommt 
locker über 200° (kannst ja mal Lötzinn an den erhitzten Kolben halten, 
das schmilzt bei 180°). Die Thermospannung Typk ist bei 200° etwa 8mV.
Schraub das Ding doch mal auf.
Oder frag im Elektronik-Forum nach, hier wird es kaum jemand lesen.

Autor: Lothar (Gast)
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Stimmt, die Spitzen sind innenbeheizt. Ich hatte das Teil auch schon 
offen. Da gehen auch nur vier Gewebeleitungen in den Kolben. 8mV könnte 
schon passen, ich habe ihn ohne Spitze nur ein Stück über die Flamme 
gehalten. Ich werde mal ein bisschen experimentieren, hab ja zwei. Wenn 
die Standzeit der Spitzen noch stimmt, machen die Kolben einen recht 
guten Eindruck. Dann kommt Deine Regelung an die Reihe, allerdings mit 
Gleichspannung aus einem modifizierten Notebooknetzteil, also PWM. 
Obwohl 10° beim Löten sicher keine Rolle spielen.
Vielen Dank
Lothar

Autor: Holger Krull (krulli) Benutzerseite
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Hallo,
Lothar, die Heizung ist definitiv sw/ws (24V) Ich betreibe den 
Pollin-Kolben seit ein paar Wochen so. Allerdings noch ohne Regelung. 
Solche Messwerte wie Du hab ich allerdings auch.

Autor: Lothar (Gast)
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@ Krulli,

Du hast Recht, nachdem leicht Rauchwölkchen aus dem Griff aufgestiegen 
sind, habe ich Deine Anschlussvariante gewählt, mit Erfolg. Der 
Kaltwiderstand und damit der Einschaltstrom sind schon extrem. Ich habe 
eine PT1000 an der Lötspitze befestigt und ein paar Datenreihen 
aufgenommen. Aber nur mit einem Labornetzteil (max.15V). Wenn's 
interessiert, kann ich das mal posten. Die Totzeit ist mit ca.15s auch 
nicht zu vernachlässigen. Ob da ein D-Anteil in der Regelung noch Sinn 
macht? Wenn die Heizkurve incl. Totzeit bekannt ist, ist eine Berechnung 
der reinzublasenden Leistung, um eine gewünschte T zu erreichen, 
bestimmt kein Hexenwerk. Zwischendurch messen und korrigieren.

Grüße
Lothar

Autor: Nan (Gast)
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Entschuldigung, dass ich einen so alten Thread wieder ans Tageslicht 
bringe.

Ich kann einfach keine Buchse finden, die passt, welche wird da 
verwendet?

Autor: Peter R. (pnu)
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Die vierpolige Steckverbindung mit Schraubmutter wird oft als 
"vierpoliger Mikrofonstecker" bezeichnet.

Zu den Lötkolben noch meine Erfahrungen:

Pollin und Andere verkaufen eine Lötstation mit Kolben 48W/24V , der 
Lötspitzen hat, die über den Heizer geschoben werden und mit einer 
Überwurfhülse gehalten werden. Der Preis bei Pollin ist mal 5€, mal 8€.

Regeltechnisch ist dieser Kolben am günstigsten, er hat fast keine 
Totzeit zwischen Fühler und Heizer, denn das Thermoelement ist innen in 
der Heizpatrone untergebracht. Die Temperatur der Lötspitze ist aber nur 
mäßig mit dem Thermofühler gekoppelt, sodass sich zwar schwingfreie 
Temperatur ergibt, die aber bei Belastung schnell vom Sollwert abweicht.

Eine andere Lötstation hat 60W/24V, mit Lötspitzen , deren schlankes, 
röhrchenförmiges Ende in das Heizelement gesteckt wird. Das 
Thermoelement des Kolbens steckt dabei im Inneren der Lötspitze. Der 
Preis ist etwa 10€...14€.
Da der Fühler in der Lötspitze sitzt und nicht im Heizer ist zwar die 
Temperaturgenauigkeit der Lötspitze deutlich besser, die 
Regeleigenschaften sind aber wesentlich schlechter. Zwischen Heizelement 
und Temperaturfühler entsteht eine erhebliche Totzeit. Beim Betrieb am 
Zweipunktregler ist das Temperaturspiel, besonders beim Aufheizen 
untragbar, da hilft nur eine Regelung mit P-Regler über 
Pulsdauermodulation (Netzgetaktet).

Die Lebensdauer des billigeren Kolbens ist nicht besonders, bei mir ging 
einer nach einem halben Jahr, ein Anderer nach einem Jahr hinüber. 
jedesmal brach die Punktschweißung zwischen Heizdraht und Zuleitung in 
der Heizpatrone.

Autor: Lothar Lehmann (lole)
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Hallo,

die Buchse für den Pollinlötkolben, die eigentlich ein Stecker ist, gibt 
es bei Reichelt.
Best.Nr.: B604  für 0,39€   im Katalog 01/2009 auf Seite 569

Grüße Lothar

Autor: wolfmichael (Gast)
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hmmm.... interessant hier.

Ich hab eine Frage, auf die ich bisher noch keine Antwort im Forum 
gefunden hab: ich habe eine vom Gehäuse her zerstörte WSD151 von Weller 
mit passendem Lötkolben, deren Platine  Trafo  Triac ich einfach in 
ein anderes Gehäuse pflanzen möchte (Elektronik i.O.). Dazu würde ich 
gern die Anschlußbuchse für den WSP80 selber einsetzen, finde aber 
nichts geeignetes. Ist so ähnlich wie eine DIN-Buchse, hat aber 6 Pole 
und diese Weller-Bajonettüberwurfmutter, ist aber Teil des zerstörten 
Gehüses. Woher bekommt man bitte diese ? Ich such mich grad blöd, und da 
bin ich hier drüber gestolpert. Hat da jemand einen Tip (wahrscheinlich 
abschneiden und was eigenes an den Lötkolben bauen...) ?

Danke schon mal im Voraus...

Autor: Andreas A. (elw-2)
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Wie muss man die Spannung in Temp. bei Thermoelement brechen???

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