Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Symulator obiektu i sterowanie w nim temperaturą - projekt.

tomaszzielin 16 Maj 2010 12:25 1640 8
  • #1 16 Maj 2010 12:25
    tomaszzielin
    Poziom 10  

    Chciałbym zrobić urządzenie o następujących właściwościach.

    Mam pewien obiekt. Na przykład pudełko aluminiowe o wymiarach 20 cm / 20 cm. Będzie to symulator pomieszczenia w którym chciałbym sterować temperaturą.
    Wykorzystam do tego żarówkę – ogrzewanie pomieszczenia
    wentylator – chłodzenie pomieszczenia
    czujnik temperatury
    Wszystko to będzie podpięte do mikrokontrolera np. Atmega32 w którym chciałbym zaimplementować sterowanie( jakiś regulator – podstawowy ) temperaturą za pomocą żarówki i wentylatora. Temperatura będzie pobierana z czujnika.
    Czyli miałbym dwa wyjścia – sterowanie temperaturą (mocą żarówki )
    - sterowanie prędkością wentylatora
    Wejściem będzie i informacją o stanie obiektu – temperatura w nim.

    Nie jestem zaawansowanym elektronikiem, moja prośba jest taka abyście doradzili mi jaki czujnik byłby najlepszy, jaki wentylator, jak sterować żarówką ?
    Czujnik temperatury?
    Wentylator - taki typowy komputerowy - jak nim sterować?
    Żarówka - jaka najlepsza ?
    Sterowanie mocą żarówki przez PWM ? Słyszałem, że potrzebny jest dodatkowy wyjściowy układ do mikrokontrolera abym mógł zasilić odpowiednio żarówkę - jaki to jest ?

    Słuchajcie, naprawdę byłbym wdzięczny za wszelkie informacje, nawet te najdrobniejsze.

    tomek

    0 8
  • Pomocny post
    #2 16 Maj 2010 12:38
    tadzik85
    Poziom 38  

    Odpowiedzi na twoje pytania na tym forum jest setki. Lecz odpowiedz sobie jeszcze na jeszcze jedno istotne pytanie. Jak precyzyjnie chcesz sterować temperaturą. Czujnik np ds1820. Sterowanie żarówki. poszukaj ściemniaczy (sterowanie fazowe).

    Sterowania wentylatorami było już tu omawiane wiele razy. Lecz pomyśl jeszcze czy istotne będzie u ciebie sterowanie przepływem powietrza czy może wystarczy jedynie włącz i wyłącz.

    0
  • #3 16 Maj 2010 12:45
    tomaszzielin
    Poziom 10  

    Rozumiem czujnik DS 1820 - słyszałem o nim.
    Hmm sterowanie fazowe - ściemniacze - interesujące - poszukam
    Nie - włącz/ wyłącz odpada - dynamiczna i ciągła zmiana prędkości wentylatora.

    prosiłbym jednak od dalsze wskazówki, przykład rozwiązań.

    dziękuje
    tomek

    0
  • Pomocny post
    #4 16 Maj 2010 12:55
    _Robak_
    Poziom 33  

    Zastosowanie tutaj regulatora to chyba przerost formy nad treścią, już piszę czemu. Jako że te obiekty na pewno nie są liniowe to żeby to miało jakieś ręce i nogi, musiałbyś sprawdzić ile energii cieplnej wydziela żarówka w zależności od czasu opóźnienia jej włączenia przy regulacji fazowej. Tak samo Wentylator, tyle że on sam w sobie nie schłodzi Ci pomieszczenia, tu chyba sprawa jest oczywista. Wentylator dostarcza zimne powietrze z otoczenia, czyli z zewnątrz pudełka. Tyle że jak sam się możesz domyślać nie zależy tylko od wentylatora a od czynników zewnętrznych, różnicy temperatur itp.. Ja bym zrobił bardzo proste sterowanie dwupołożeniowe z histerezą.

    0
  • Pomocny post
    #5 16 Maj 2010 13:17
    janbernat
    Poziom 38  

    Jak to będzie symulator pomieszczenia- to bardzo kiepski.
    Pojemność termiczna powietrza w takim symulatorze będzie mała- w prawdziwym pomieszczeniu będzie większa do trzeciej potęgi wymiaru liniowego.
    Aluminium ma dobrą przewodność termiczną- ściany normalnego pomieszczenia- nie.
    Pojemność termiczna ściany z betonu lub litej cegły jest potężna- ścianka z cienkiego aluminium ma małą pojemność cieplną.
    Przewodność cieplna powietrza w małym modelu nie ma dużego wpływu na średnią temperaturę- w normalnym pomieszczeniu ma duży.
    Tzn. przy grzejniku np.50st a w drugim końcu pomieszczenia 20st.

    0
  • #6 16 Maj 2010 13:47
    tomaszzielin
    Poziom 10  

    czyli lepiej nie aluminium, w takim razie jaki materiał?
    a jak rozwiązać sterowanie mocą żarówki ? jaki układ musiałbym użyć ( jako pomocniczy ) abym mógł sterować np sposobem PWM ?

    0
  • #7 16 Maj 2010 13:58
    _Robak_
    Poziom 33  

    W ogóle weź pod uwagę jaki w pokoju masz stosunek mocy grzejnika do objętości pomieszczenia. Dla pomieszczenia powiedzmy 5x5x3 (75m3) metry grzejnik musiałbyś wziąć ze 3KW, dla pomieszczenia o 0.008m3 musiałbyś wziąć grzałeczkę o mocy 10 tysięcy razy mniejszej, czyli ze 0.3W, to chyba troszkę mało;)

    0
  • Pomocny post
    #8 16 Maj 2010 14:20
    janbernat
    Poziom 38  

    To PWM to ma pewną częstotliwość i wypełnienie.
    Jak sterujesz diodą LED to bierzesz pod uwagę czułość oka na szybkość zmian matężenia światła.
    To ma okres jakieś 20ms.
    Jak sterujesz napełnianiem i opróżnianiem zbiornika retencyjnego o pojemności miliona m3 wody poprzez zamykanie/otwieranie zaworów spustowych to też jest PWM.
    To ma okres jakieś 24h.
    Twój przypadek jest pośredni- w symulatorze ok. 10s a w naturze ok. 1godziny.
    Algorytmów projektowania to już nie bardzo pamiętam- ale poszukaj haseł w wiki- pojemność cieplna, przewodność cieplna, szybkość odpowiedzi albo stała czasowa obiektu.
    To będą parametry obiektu regulacji
    No i najważniejsze- reglator P, PI, PID.
    Jak ustawić odpowiedź regulatora na parametry urządzeń wykonawczych (np. grzałka ma jakąś bezwładność czasową) i na parametry odpowiedzi obiektu.
    Obrazowo wygląda to tak:
    Przystawiasz sobie palącego się papierosa do ręki- to twoja grzałka.
    Chłodzisz sobie palec u nogi ciekłym azotem.
    Średnia temperarura twojego ciała się nie zmieniła.
    Bo miernik temperatury masz na brzuchu.

    1
  • Pomocny post
    #9 16 Maj 2010 16:25
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Co to za żarówka? Tobie wystarczy żaróweczka na 12/24V, PWM zrealizujesz za pomocą MOSFETa, albo steruj ją liniowo, tranzystor daj na radiator, który będzie jednocześnie ścianką twojego urządzenia. Grzej tranzystorem. Z wielu przyczyn twój mogel nie jest łatwo skalowalny i będzie miał się nijak do sterowania ogrzewaniem w rzeczywistym pomieszczeniu. Przy takim sterowaniu największą rolę odgrywają opóźnienia pomiędzy włączeniem/wyłączeniem grzałki a zmianą temperatury. To z kolei wymaga zastosowania regulatora PID lub lepiej adaptacyjnego PID jeśli charakterystyka pomieszczenia jest zmienna - np. zależy od temperatury na zewnątrz.

    0