PID vs Bang-Bang: ¿cuál es más estresante para los componentes?

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Esta pregunta es sobre una impresora 3D, específicamente su cama de calor. La cabecera es un calentador de PCB con una resistencia de 0,9 ohmios, por lo que consume aproximadamente 13 amperios cuando se suministra con 12 voltios.

Recientemente cambié de Bang-Bang a calefacción de cama controlada por PID. El firmware original se activó / desactivó con aproximadamente 5 segundos en cada ciclo. Ahora con PID, mi cama mantiene su temperatura mucho más estable, la frecuencia es de alrededor de 7Hz.

Aunque la cantidad total de energía utilizada para la calefacción debería ser menor ahora, ya que la calefacción es más eficiente y no desperdicia energía al enfriarse, me preocupa un poco la rápida pulsación del amperaje bastante alto.

Así que me preguntaba, ¿los ciclos más rápidos causan más estrés en los componentes (estoy pensando en MOSFET en la placa y en los componentes dentro de la PSU) o esto es insignificante? Soy particularmente curioso ya que esta es una impresora de bajo presupuesto (Anycubic i3 Mega, impresora de $ 350 con una fuente de alimentación genérica sin marca) y no quiero presionar demasiado sus límites. Supongo que la fuente de alimentación es un modo de conmutación. ¿Son seguras las de pulso así a amperios bastante altos? La fuente de alimentación está clasificada para 25A.

Lo único que puedo observar es un ruido muy tenue con la misma frecuencia que los pulsos. Podría haber sido el mismo en ciclos de 5 segundos, simplemente no estaba prestándole atención en ese entonces.

Me alegraría mucho si alguien pudiera participar en esto.

Gracias de antemano.

    
pregunta David Ramiro

2 respuestas

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Así que me preguntaba: los ciclos más rápidos causan más estrés en los componentes

Probablemente no. De hecho, cambiar más rápido puede hacer que el componente sea menos.

Justificación: cuando se cambia lentamente, los componentes tienen tiempo para calentarse y enfriarse en cada ciclo, lo que provoca ciclos de expansión y contracción térmica y estrés mecánico. El cambio mucho más rápido mantiene los componentes a una temperatura constante (promedio) y evita los ciclos térmicos.

7Hz sigue siendo bastante lento, todavía tendrá algunos ciclos térmicos, pero menos que con la regulación bang-bang.

El ruido que escucha puede deberse a que la fuente de alimentación y el ruido del transformador están modulados por el PWM de 7Hz, o un capacitor cerámico que actúa como un altavoz piezoeléctrico, o simplemente por los cables. La corriente variable en los cables provoca un campo magnético que puede hacer que se mueva muy ligeramente. Ya que tu corriente es bastante alta, esto podría ser audible. Aunque no hay de qué preocuparse.

    
respondido por el peufeu
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Aunque la cantidad total de energía utilizada para la calefacción debería ser menor ahora, ya que la calefacción es más eficiente y no desperdicia energía al enfriarse, me preocupa un poco la rápida pulsación del amperaje bastante alto.

Probablemente sea lo mismo. El calentador se enfría y se calienta casi al mismo tiempo que antes: solo son muchas ráfagas cortas en lugar de ráfagas menos largas.

  

Así que me preguntaba, ¿los ciclos más rápidos causan más estrés en los componentes (estoy pensando en MOSFET en la placa y en los componentes dentro de la PSU) o es esto insignificante?

Es posible, sí. Cambiar un MOSFET desperdicia un poco de energía mientras cambia, lo que calienta el MOSFET. Ya que lo enciendes y lo apagas más a menudo, se pondrá más caliente. Posiblemente no era muy caliente para empezar y todavía está bien ahora, o posiblemente es muy pequeño y se pone bastante caliente (usted dice que esta era una máquina barata). Podrías comprobar la temperatura.

Creo que tener una temperatura más constante supone un poco de menos estrés en el calentador.

La PSU puede crear un pico de voltaje cuando la carga se apaga y una caída de voltaje cuando se enciende. Supongo que los picos que ocurren con mayor frecuencia podrían acortar la vida de los componentes. Podría ver el voltaje de salida de la PSU en un osciloscopio: use una base de tiempo rápida y dispare para ver cómo se comporta el voltaje justo después de que el calentador se enciende o apaga.

    
respondido por el immibis

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