Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie grzałką dużej mocy za pomocą mikroprocesora

czujnik 28 Lis 2004 17:04 24327 35
  • #1 28 Lis 2004 17:04
    czujnik
    Poziom 10  

    Witam

    Jestem zielony jeżeli chodzi o elektronikę, ale muszę zbudować sterownik do mojego kociołka warzelnego.
    Mój pomysł oparty jest na zestawie ZL2avr i ATMEGA8.
    kupiłem trochę literatury ale mam kilka pytań.
    Przede wszystkim sterownik powinien załączać grzałkę o mocy 1600 W tak żeby podgrzać zawartość kotła do zadanej temperatury oraz przetrzymć w tej temperaturze zadany czas.
    I tu pojawia się problem jak podłączyc do tego sterownika grzałkę.
    Wyczytałem że najlepiej za pomocą optotriaka i triaka, ale moze ktoś podsunąłby mi jakiś schemacik.
    Na razie jest to najwiekszy problem mojego projektu.

  • #2 28 Lis 2004 17:30
    Wilku
    Poziom 17  

    Ja stosuje coś takiego jak na schemacie. (wersja z dwoma triakami). Trzeba tylko dać większy triak. BT137 sa na 8A, u ciebie będzie około 7A. Niby wytrzyma, ale się będzie grzał nieźle. A poza tym, tak jakoś dziwnie zbliżać się do granicy wytrzymałości elementu. Np. BT138 jest na 12A, różnica w cenie - minimalna.

  • #3 28 Lis 2004 20:42
    bb
    Poziom 20  

    Mam pytanko Off Topic do Wilku:
    W czym rysujesz schematy?
    Przepraszam za OT.
    pozdr
    bb

  • #4 28 Lis 2004 20:50
    czujnik
    Poziom 10  

    A możesz dodać jeszcze opis tego schematu, tzn. gdzie podłączam grzałkę a gdzie sterownik. Sorki za ignoranctwo ale niestety jestem zielony.
    Dziękuję za pomoc.

  • #5 28 Lis 2004 23:03
    Wilku
    Poziom 17  

    Grzałkę pod JP1 lub JP2. Do JP3 napięcie sieciowe. Do JP4 sygnały ze sterownika, urządzenia włączane są "zerem". Brakuje tam rezystorów (były na płytce głównej) ograniczających prąd w optotriakach. Ja dawałem 680R.

    :arrow: bb

    Schemat jest zrobiony w Protelu99SE.

  • #6 30 Lis 2004 09:09
    czujnik
    Poziom 10  

    Wilku jeszcze tylko jedno dlaczego dajesz dwa optotriaki i dwa triaki jeżeli wykorzystujesz tylko jeden. No i do mikroprocesora podłączasz tylko jedną linie z jednym optotriakiem i jednym triakiem tak ?
    Pozdrawiam

  • #7 30 Lis 2004 13:04
    Wilku
    Poziom 17  

    To był tylko przykład. Taki akurat miałem i nie chciało mi się wycinać :).
    Jak potrzebny jeden kanał to korzystasz z jednego triaka i optotriaka.

  • #8 30 Lis 2004 14:44
    stary1111
    Poziom 10  

    Zawsze możesz użyć też przekaźnika załączanego tranzystorem lub np ULN 2803. Ja osobiście wole przekaźniki od optotriaków w tego typu zastosowaniach (chyba z przyzwyczajenia) :-)

  • #9 30 Gru 2004 16:47
    czujnik
    Poziom 10  

    Wilku jeszcze tylko jedno małe pytanie laika.
    Co to jest F1 i F2 na Twoim schemacie?
    Z góry dziękuję i pozdrawiam

  • #10 30 Gru 2004 16:52
    Wilku
    Poziom 17  

    Fuse - bezpiecznik. Nie zapomnij o tym elemencie.

  • #11 30 Gru 2004 18:10
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Witojcie!

    Mam podobne zadanie do zrobienia, też grzałka i stała temperatura.

    W związku z tym napisze swoje przemyślenia, ułatwią one (oby) prace czujnikowi

    Problem jest bardziej złożony niż mogłoby się wydawać, a to ze względu na to że trzeba uzyskać stabilną temperaturę, grzałka nie może być cały czas włączona, bo przegrzeje całość, trzeba nią sterować na zasadzie termostatu.

    Pomysł z triakami wydaje mi się leprzy, można robić PWM, a przekaźnik odleciałby po godzinie pracy, albo by się rozleciał, albo ktoś by rozleciał pstrykające dziadostwo :)

    Dlatego triaki są dobre, trzeba jeszcze detektor przejśćia przez zero i w programie modulację PWM.

    Szczegóły w najbliższym czasie opiszę!

  • #12 31 Gru 2004 12:57
    lechoo
    Poziom 39  

    Optotiaki ze schematu powyżej (MOC3041) mają już wbudowany układ detekcji i załaczania w zerze, więc nie potrzeba żadnego dodatkowego detektora.

    Należy również pamiętać, że na załączonym triaku występuje spadek napięcia około 1,5V - więc straty mocy przy prądzie rzędu 7A mogą być znaczne - około 10W. Radiator musi więc zapewnić odprowadzanie takiej mocy, musi być umieszczony w wentylowanej obudowie.

  • #13 31 Gru 2004 13:26
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    dlatego te optotriaki nie nadają się do sterowania PWM!

    Detektor zera potrzebny jest tylko po to żeby procesor wiedział kiedy występuje zero, dalej są dwie szkoły:

    Pierwsza polegająca na niskorozdzielczościowym PWMie powiedzmy że cały cykl PWM to 100 połówek przebiegu sinusa (przy prądzie sieciowym 50Hz wychodzi tyle akurat co sekundę) i powiedzmy że procesor będzie włączał grzałkę w zależności od potrzeb na np. 75połówek czyli na 3/4sekundy i wten sposób grzałka będzie ogrzewała słabiej niż stale włączona, ale nie będzie niepotrzebnych strat prądu

    Druga szkoła bazująca na wysokorozdzielczościowym PWMie polega na załączania triaka w czasie jednej połówki, ale z odpowiednim odstępem od początku, czyli np. w 1/4 pojedyńczej "połówki" sinusa (czyli taka "góra" :) )
    Powoduje to wyższą częstotliwość (100Hz) PWM i może okazać się że jest to metoda leprza, gdyż grzałka ma dość dużą moc i nie wiadomo czy ten wolniejszy PWM nie powodowałby indukowania się napięć które szybciutko uwaliłyby najpotężniejszego triaka. Wbrew pozorom szybszy PWM powinien to zjawisko nieco ograniczyć.

    W pierwszym przypadku optotriaki z detektorem zera są dobrym rozwiązaniem, ale w drugim uniemożliwiają właściwą pracę układu.

  • #14 31 Gru 2004 14:11
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Wilku czy jesteś mańkutem czy tez pochodzisz z innej strefy językowej (wnioskuję z kierunku rysowania schematu) ?

    Szczęśliwego Nowego Roku : :lol:

    A tak od siebie to dodałbym rezystory szeregowe ograniczajace prąd diod optotriaków, bo teraz to układ może służyć do sterowania lamp błyskowych (JEDNOBŁYSKOWYCH) !

  • #15 31 Gru 2004 18:06
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    O rezystorach przeciwbłyskowych już było, ciekaw jestem co sądzicie o moim planie sterowania PWMem, czy ktoś już zrobił coś takiego? bo wiem że w ten sposób można sterować żarówki, chodzi mi o to czy ktoś już walczył z tak niewdzięcznym z punktu widzenia zakłóceń ustrojstwem jak grzałka?

  • #16 01 Sty 2005 14:27
    lechoo
    Poziom 39  

    Grzałka ma tak dużą bezwładność, że można zastosować do niej sterowanie grupowe, błędnie nazwane przez kol. McRancor "niskorozdzielczościowym PWM". Chcąc uzyskać np. 1/4 mocy grzałki należy załączyć ją na 1/4 sek, a przez 3/4 sek wyłaczyć i ten cykl powtarzać. Oczywiście należy zastosować optotriaki z załączeniem w zerze, mikrokontrolerowi nie jest potrzebna dodatkowa informacja o zerze napięcia sieci, gdyż o to zadba sam optotriak. Sterowanie grupowe ma tą przewagę nad sterowaniem fazowym (używanym np. w ściemniaczach żarówek), że nie generuje zakłóceń radioelektrycznych.

    Wydaje mi się, że w zastosowaniu opisanym przez autora tematu takie sterowanie proporcjonalne mocą grzałki nie będzie potrzebne, tylko niepotrzebnie skomplikuje mu się program mikrokontrolera - oprócz samego programowania dochodzi do tego jeszcze kilka zagadnień z automatyki. Powinien wystarczyć zwykły termostat który będzie wyłączał grzałkę po przekroczeniu ustalonej temperatury, i załączał ją ponownie gdy temperatura cieczy spadnie.

  • #17 01 Sty 2005 15:17
    Wilku
    Poziom 17  

    :arrow: Paweł Sujko

    Nie jestem leworęczny i mieszkam w Polsce. Co do rezystorów to napisałem o nich w kolejnym poście. Co do schematu, to był on wycięty z większego układu i takie rozmieszczenie było wygodne.

  • #18 01 Sty 2005 18:54
    jotu22
    Poziom 20  

    Robiłem sterowanie grzałkami dużej mocy i uważam że tylko sterowanie grupowe ma sens. Zakłócenia przy sterowaniu fazowym będą tak duże że sprzęt będzie siał jak spawarka a triaki będą się uszkadzać od przepięć. Ja w swoim programie mam przerwanie co 200ms i przepuszczam od 1 do 10 okresów. Jeśli taka rozdzielczość jest za mała to możesz ustawić sterowanie co 1 sek i i będziesz miał 50 kroków a to już wystarczy do naprawde precyzyjnego sterowania.
    pozdrawiam
    JG

  • #19 01 Sty 2005 19:43
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    I w ten sposób dowiedziałem się nowych rzeczy :)

    Mam jeszcze pytanie dot. pomiaru temperatury, bo ten element też jest dość przydatny w takim urządzeniu.

    W jaki sposób można zrealizować pomiar temperatury w takim urządzeniu? Wiadomo że można użyć DS1820, ale może znacie jakieś inne ciekawsze metody pomiaru? Które dałyby inny zakres (powiedzmy 10-200st.C) i dokładność rzędu 0,5st.C

  • #20 01 Sty 2005 22:01
    ljmp
    Poziom 14  

    200°C to juz troche duzo. nie obraz sie ale jezeli jestes poczatkujacy to to moze byc dla Ciebie pewien klopot.

    Uzywajac tego DS1820 nie musisz sie martwic bo otrzymujesz sygnal cyfrowy z drugiej strony kolejnym klopotem jest opawnoanie magistrali 1-Wire. No i oczywiscie cena czujnika jest dosyc wysoka.

    Alternatywa wydaje sie czujnik LM335 (skalibrowany w kelvinach czyli 0V to 0 kelvinow) lub LM35 (skalibrowany w °C czyli 0V to 0°C) dobre tanie i dosc dokladne tylko ze stosujac je musisz uzyc jakiegos przetwornika A/C.

    Osobiscie stworzylem czujnik temperatury z czujnikiem LM335 oraz przetwornikiem A/C wlasnej konstrukcji dzialajacy na zasadzie podwojnego calkowania.

    Jak sie na cos zdecydujesz i bedziesz potrzebowal pomocy to dawaj znac.

  • #21 01 Sty 2005 22:40
    jotu22
    Poziom 20  

    Do pomiaru w zakresie 10-200 można będzie uzyć albo PT100 albo termistorów chociaż w wypadku tych drugich możesz mieć problemy z uzyskaniem dokładności 0.5C. Jeśli chodzi o wszelkie scalone czujniki jak LM35 LM335 czy DS1820 to raczej nie wytrzymają temp 200C i szlag je trafi
    pozdrawiam
    JG

  • #22 02 Sty 2005 12:34
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    W moim łbie zrodził się następujący plan:
    Moja aplikacja to stolik podgrzewany grzałką przy czym stolik ma dość dużą bezwładność cieplną, stolik powinien mieć stałą temperaturę przez dłuższy czas, a zmiany - dość duże powinny odbywać się możliwie najszybiej

    Wymyśliłem żeby zastosować system czujników, z czego jeden miałby być przy grzałce. W chwili kiedy temperatura ma wzrosnąć (powiedzmy o 40st) grzałka pracowałaby z pełną mocą, aż do uzyskania odpowiedniej temperatury (lub chwilę wcześniej - kwestia dopracowania) i wtedy moc byłaby zmniejszona.

    Grzałka jest zanurzona w oleju, i całość przykryta miedzianą płytą. Urządzenie wymaga tylko sterownika i czujników. A przypuszczam że zanurzenie takiego DSa czy LMa w rozgrzanym oleju tuż obok grzałki (twórca urządzenia zarzyczył sobie żeby olej nie osiągał 200st ) wiele poza frytką by z niego nie zostało :)

    Drugi czyjnik umieszczony w płycie to już mniejszczy problem, bo tam nie będzie więcej niż 100st.

  • #23 03 Sty 2005 11:15
    neutronix
    Poziom 12  

    Cześć!
    Czujnik!
    Tu masz pewny schemat oparty na optotriaku i 40A triaku!
    Nie stosuj przekaźnika, bo Koledzy mają rację - dość szyblo
    padnie.
    Przy obciążeniu czynnym ( nie - indukcyjnym! ) triak jest
    idealnym elementem sterującym.
    Żadne sterowanie PWM!!!!. przy olbrzymiej bezwładności wszelkich
    grzałek stosuje się sterowanie tzw. grupowe, asynchroniczne.
    polega na załączaniu i wyłączaniu, zależnie od temperatury układu
    z detekcją zera sieci i sterowaniu w ten sposób triaka.
    Po prostu włączaj i wyłączaj optotriak za pomocą portu mikroprocesora.
    gdy zastosujesz czujnik DS1820 Dallasa temperatura w stanie ustalonym
    nie zmieni się więcej, niż o pół stopnia.
    W Bascomie AVR łatwo zaimplementować pojedynczy DS1820.
    To tyle
    Neutronix
    To tyle

  • #24 25 Lut 2005 21:15
    czujnik
    Poziom 10  

    Witam
    Moje urządzenie tak sie rozbudowało że wykorzystałem oba schematy tzn.
    schemat Wilka i Neutronixa, którym serdecznie dziekuję za pomoc. Pozostałym kolegom także dzięki za posty.
    Pozdrawiam
    Czujnik

  • #25 12 Lip 2005 20:51
    CoDial
    Poziom 12  

    Witam szanowne grono.

    Nie chciałem mnożyć bez potrzeby topiców, dlatego piszę tutaj. Mam pewien "problem" z LM335. Opierając się o to:
    http://elenota.iele.polsl.gliwice.pl/d.php?id=38934&pdf=lm335
    mam pytanie jak się dobiera to R1. Na podstawie http://www.elektroda.net/dla_domu/termometr1.html dałem 2k2, ale chciałbym wiedzieć, jak go dopasować. Dziękuję za pomoc.

    dla tych, którym się nie chce klikać, to podaję screena ze schematu z ostatniego linku:

    Sterowanie grzałką dużej mocy za pomocą mikroprocesora

  • #26 07 Sty 2006 19:50
    ljmp
    Poziom 14  

    Dobierasz go względem prądu płynącego przez czujnik z zależności
    R=5V-U/I. Gdzie U to napięcie czujnika, I to prąd czujnika. Prąd musi mieć wartość zbliżoną do wartości podanej w dokumentacji technicznej czujnika. Pamiętaj że przy różnych temperaturach masz inne napięcie na czujniku ! /zdravim

  • #27 10 Sty 2007 23:18
    Kiljas
    Poziom 2  

    Witam!
    Ja też potrzebuję informacji na temat układu sterowania grzałką, tyle że za pomocą sterownika plc, układ powinien mieć też wentylator umożliwiający chłodzenie elementu który wcześniej podgrzeję. Byłbym wdzięczny za jakieś schemaciki. Z góry dzięki.

  • #28 14 Paź 2008 16:51
    farfocl
    Poziom 9  

    Mam pytanie związane z tematem sterowania grzałką, potrzebuje zrobić sterownik który będzie grzał do określonej temperatury i ja utrzymywał,
    po przejrzeniu wielu materiałów na ten temat zdecydowalem sie na sterownaie grupowe (tzn przepuszczanie odpowiedniej ilości półokresów w zalezności od potrzeb) zastanawiam sie nad wykorzystaniem układu Atmel t2117, w nocie katalogowej są dwa interesujące schematy

    pierwszy z nich to przełącznik mocy:


    Sterowanie grzałką dużej mocy za pomocą mikroprocesora

    teraz pytanie czy moge bezpośrednio sterować ten układ z portu mikrokontrolera podłaczajac go do wejścia Vi ?
    i pytanie drugie czy moge wyrzucić element VDR ? :>

    jest jeszccze drugie rozwiązanie umożliwiające płynna regulacje mocy:

    Sterowanie grzałką dużej mocy za pomocą mikroprocesora

    odnosnie tego schematu mam kilka wątpiwości,

    -> zastanawiam sie czy można by uzyć potenjometru cyfrowego sterowanego z uP, zamiast tego analogowego
    -> i problem drugi w jaki sposob odseprarowac ten potenjometr galwanicznie od układu sterowania ?

    Jakie jest Wasze zdanie na ten temat ? Może ktoś ma jeszcze jakieś inne sugestie ?

  • #29 14 Paź 2008 17:07
    McRancor
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Do sterowania grupowego moim zdaniem wystarczy sam mikrokontroler z przekaźnikiem SSR (z optoizolacją) z załączaniem w zerze. Przecież do sterowania grupowego grzałką, tak na prawdę nie trzeba nawet wykrywać zera - najwyżej wpadnie dodatkowy kawałek sinusoidy... Ostatecznie detektor zera + przekaźnik SSR (czy nawet triak + optotriak) do tego mikrokontroler, gasik i to wszystko, raptem kilka elementów! To sterowanie z tym układem jest mocno skomplikowane moim zdaniem (przy wykorzystaniu uP, a potencjometr cyfrowy to już na prawdę chory pomysł...).

    Ważniejsze jest to jaka moc jest tej grzałki i jaka jest bezwładność temperaturowa ogrzewanego elementu. Są układy do których trzeba zastosować bardziej złożone algorytmy sterowania (niż PID).

    VDR to warystor, skoro każą stosować to nie bez powodu.

  • #30 14 Paź 2008 17:22
    farfocl
    Poziom 9  

    Dzieki za szybka odpowiedz,

    chodzi o to zeby nie generować zbyt duzych zakłócen do sieci, ten układzik ma detekcje zera i synchronizacje z siecia, wiec teoretycznie nadaje sie idealnie...

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME