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

Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

djoy 29 Wrz 2012 22:39 16863 43
  • Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Witam,
    Ponieważ nie posiadałam wytrawiarki i miałem dość trawienia PCB w słoiku, postanowiłem zbudować prezentowane urządzenie. Wiem, że sporo tu konstrukcji podobnego typu i zaraz posypią się "komentarze" jak to na tym forum niestety bywa, ale twierdzę iż moja wytrawiarka jest troszkę inna niż wszystkie pozostałe i za chwilkę postaram się to udowodnić...

    BUDOWA:
    W rolę pojemnika "akwarium" wcieliły się resztki po połamanym "stendzie". Jako jednostkę sterującą zastosowałem płytkę uruchomieniową, która leżała na półce, kurząc się.
    Na pokładzie tej płytki znajduje się procesor ATMega16 i trochę przydatnych peryferii, dzięki którym projekt powstał dość szybko.
    Za podgrzewanie cieczy odpowiadają dwie grzałki 20W i 80W. Sterowane są one na pomocą traków BT136 wspartych przez optotriaki MOC3043 wg schematu poniżej:

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Za ruch cieczy odpowiedzialna jest samochodowa pompka od spryskiwaczy z Citroena :D Dlaczego nie zastosowałem napowietrzacza akwarystycznego, którego używa większość? A dlatego, że rozwiązanie z napowietrzaczem zwiększa parowanie roztworu nadsiarczanu miedzi, co mi nie bardzo odpowiada, gdyż w małym pomieszczeniu zaraz zrobiłoby się "gęsto". No może trochę przesadziłem, ale w rozwiązaniu z pompką, parowanie roztworu z pewnością jest mniejsze niż w przypadku napowietrzacza.
    Pompka sterowana jest poprzez modulację szerokości impulsu z tranzystora N-MOSFET IRF3205 wysterowanego przez dyskretny driver, który znajduje się na płytce uruchomieniowej.

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic


    STEROWANIE:
    Sterowanie grzałkami, odbywa się za pomocą regulatora rozmytego, tzw. Fuzzy Logic. Daną wejściową jest temperatura mierzona czujnikiem DS18B20. Funkcja przynależności u(T) ma mniej więcej taki kształt:

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Fuzyfikacją, inferencją oraz defuzyfikacją zajmuje się mikrokontroler. Zawarta jest w nim również baza reguł. Ponieważ stała czasowa procesu jest stosunkowo duża, ATMega wyrabia się z obliczeniami. Na poniższym rysunku przedstawiłem temperaturę w funkcji czasu po włączeniu wytrawiarki:

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Do wszystkich biegłych krytyków, apeluję i podkreślam, że jest to konstrukcja prototypowa!
    Docelowo układ będzie sterowany mikrokontrolerem ATMega8, już nie z płytki uruchomieniowej, powstanie również jakaś sensowniejsza obudowa. Jak powstanie reszta płytek, to oczywiście wrzucę pliki Eagle'a. Wsadu procesora i kodu źródłowego na chwilę obecną nie udostępniam. A poniżej jeszcze kilka fotek z budowy:

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Pozdrawiam wszystkich forumowiczów!!! :D

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • PCBway
  • #2
    KGS
    Poziom 23  
    Witam !
    Podoba mi się ta koncepcja. Żadnego pryskania przez bąbelki powietrza. Czy rozbierał Kolega może tą pompkę od spryskiwaczy z Citroena ? Czy jest to pompka "perystaltyczna" jak w starym Fiacie 125p , czyli posiada w środku miękki wężyk odpowiednio ugniatany przez silnik ? Jeżeli tak, to z jakiego dokładnie modelu/rocznika pochodziła. Konstrukcji, klejenia się nie będę czepiał, bo to przecież prototyp. Fajny ten moduł kluczujący, dałoby się zamieścić PCB w np. Eagle?
    Pozdrawiam ! :D
  • #3
    robig
    Poziom 19  
    Poddam 'moduł kluczujący' konstruktywnej krytyce - takie wylewki pól miedzi na płytce drukowanej pomiędzy elementami części niskonapięciowej i będącymi na potencjale sieci energetycznej nie powinny mieć miejsca ze względów bezpieczeństwa. Po co stosować optoizolację, gdy płytka drukowana nie zapewnia podstawowych zasad bezpieczeństwa dla konstruktora, użytkowników i samej elektroniki? Nie warto tutaj oszczędzać środka trawiącego.
    Pozdrawiam
  • #4
    djoy
    Poziom 15  
    Robig, faktycznie masz racje i zgadzam się z Tobą i bardzo fajnie, że zwróciłeś na to uwagę, jednak w moim przypadku wygrał czynnik ekonomiczny. Podczas projektowania zastanawiałem się nad tym (dlatego dałem tak duży odstęp miedzy Polygon-em a ścieżkami) ale wolałem 10 razy pod lupą sprawdzić czy nie ma jakichś mostków i zaizolować płytkę od strony miedzi niż trawić tyle wolnego miejsca.

    Cytat:
    Czy rozbierał Kolega może tą pompkę od spryskiwaczy z Citroena ? Czy jest to pompka "perystaltyczna"

    Nie nie rozbierałem pompki, ale przypuszczam, że to pompka turbinowa. A dlaczego kolegę interesuje tak bardzo pompka perystaltyczna ??

    Cytat:
    ...dałoby się zamieścić PCB w np. Eagle?

    Tak, zamieszczę pliki z Eagle-a po południu.
  • #5
    KGS
    Poziom 23  
    djoy napisał:
    Nie nie rozbierałem pompki, ale przypuszczam, że to pompka turbinowa. A dlaczego kolegę interesuje tak bardzo pompka perystaltyczna ??

    Ponieważ żaden jej element mechaniczny-wirujący nie ma kontakt ze środkiem trawiącym np. B327. B327 (nadsiarczan sodu) "załatwił" mi już pompkę spryskiwaczy VW Polo i akwariową pompkę do wody morskiej (niestety nie miała osi ceramicznej). I dlatego właśnie rozglądam się za sensowną pompką perystaltyczną.
  • PCBway
  • #6
    djoy
    Poziom 15  
    O widzisz a ja się zastanawiałem ile mi pompka wytrzyma.... Ale starałem się umieścić pompkę tuż nad linią cieczy, aby gdy pompka nie pracuje środek trawiący spływał... A powiedz mi jaką część (oprócz) pompki załatwił Ci wytrawiacz, dostał się do silniczka ?? Bo w mojej pompce ośka silniczka jest odizolowana od turbiny, natomiast bardziej już pompki nie rozbierałem, aby sprawdzić jaka jest ośka turbiny.
  • #7
    KGS
    Poziom 23  
    Wytrawiacz zaczął osadzać na metalowej ośce "brunatne błoto" blokując skutecznie wirnik. Konkretnie to oberwało (w pompce Polo) łożysko osi, a w akwariowej-morskiej wnętrze wirnika (zalany plastikiem magnes), które jest jednocześnie "łożyskiem ślizgowym" dla osi. Dlatego szukam,albo małej pompki akwariowej z ceramiczną osią albo perystaltycznej.
  • #8
    djoy
    Poziom 15  
    Yhy, no to powodzenia i pochwal się jak coś znajdziesz, a ja będę bacznie obserwował moją pompkę, może przeżyje...
  • #9
    lgrzeg
    Poziom 14  
    co do płytki mogłeś zastosować 2 osobne polygony ewentualnie wyfrezuj polygon w okolicy opto-triaka i będzie ok pompki perystaltyczne znajdowały się chyba w dużych fiatach i maluchach.
  • #10
    necroorcen
    Poziom 10  
    Czy mógłbyś coś więcej powiedzieć o tej metodzie sterowania grzałkami, ewentualnie podać jakiś prosty algorytm? Sam w tym tygodniu skończyłem wytrawiarkę, na razie jest prosty układ włącz/wyłącz z histerezą, ale wszystko na atmedze z możliwością łatwego dopisania bardziej skomplikowanego algorytmu.
  • #11
    djoy
    Poziom 15  
    Cytat:
    co do płytki mogłeś zastosować 2 osobne polygony ewentualnie wyfrezuj polygon w okolicy opto-triaka i będzie ok pompki perystaltyczne znajdowały się chyba w dużych fiatach i maluchach.

    Dla mnie już jest ok, ale poprawiłem płytkę, ze względu na bezpieczeństwo innych ewentualnych użytkowników, rozdzielając polygon-y.
  • #12
    kumooo
    Poziom 16  
    Witam

    To i ja dorzucę parę groszy ... Polecam klej do klejenia pleksy ACRIFIX 192 . Łapie bardzo szybko i trzyma solidnie. Klej dedykowany właśnie do pleksy. Jswoja wytrawiarkę właśnie tym klejem kleiłem.
    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic
  • #13
    pch
    Poziom 14  
    Pompkę perystaltyczną można znaleźć w Fiacie Bravo/Brava. Co ciekawe tam siedzi pompka dwukierunkowa. Kręcąc się jedną stronę pryska z przodu a w drugą do tyłu. W komplecie są też zaworki zwrotne.

    PC
  • #14
    KGS
    Poziom 23  
    pch napisał:
    Pompkę perystaltyczną można znaleźć w Fiacie Bravo/Brava. Co ciekawe tam siedzi pompka dwukierunkowa. Kręcąc się jedną stronę pryska z przodu a w drugą do tyłu. W komplecie są też zaworki zwrotne.

    PC

    Dzięki pch za podpowiedź nt. Fiata. Pamiętam pompkę spryskiwaczy od Fiat 125p, niestety nie jest już dostępna. Będę szukał więc od Bravo/Brava.
    Odpadnie mi wtedy samodzielna jej budowa z wężyków laboratoryjnych wykonanych z czystego silikonu (co prawda i taj je już zakupiłem).
    Ważne, by żaden jej metalowy element nie miał kontaktu z wytrawiaczem.
  • #15
    tplewa
    Poziom 38  
    A ja tutaj pomine sama konstrukcje... projekt bardzo fajny ze wzgledu na sposob sterowania. Prawde mowiac niezbyt czesto spotyka sie w srod amatorskich konstrukcji implementacje logiki rozmytej. Tutaj moze przyczepie sie wlasnie z tego powodu do samego opisu, troche malo miejsca autor poswiecil wlasnie algorytmowi sterowania ktory jest w projekcie IMHO najciekawszy.
  • #16
    SylwekK
    Poziom 30  
    A z tym algorytmem to nie jest po prostu tak, że w momencie zbliżania się do zadeklarowanej temperatury sterownik stopniowo osłabia moc grzałki ?
    Identyczny wykres stabilizacji temperatury mógłbym zrobić na przykładzie mojego sterownika, który właśnie działa dokładnie tak jak napisałem i stąd moje pytanie...
  • #17
    djoy
    Poziom 15  
    I ja się zgodzę z przedmówcami, bo projekt powstał również po to aby przetestować regulator Fuzzy Logic :D

    W logice rozmytej ważna jest wiedza o obiekcie i od tej wiedzy zależy w jaki sposób sterujemy. Więc każdy obiekt trzeba dobrze przeanalizować. Na szczęście wytrawiarka jest obiektem specjalnie złożonym (układ inercyjny). Kiedy temperatura zbliża się do końca funkcji przynależności "zimno" grzałka większej mocy jest stopniowo wyłączana i funkcję regulacji przejmuje mniejsza grzałka. Jak by to w skrócie przedstawić to w tym obiekcie tak jakby mamy do czynienia z regulatorami typu P na każdym zboczu funkcji przynależności, wzajemnie się przeplatające. Ale są różne możliwości "przeplatania" zboczy funkcji przynależności ale o tym można znaleźć dużo informacji w internecie. Nie będę tutaj chyba prowadził wykładu :P

    A tak na marginesie to dzisiaj trawiłem płytki i kiedy wężyk powrotny pompki jest skierowany na płytkę, czyli znajduje się ona w strumieniu środka trawiącego, to proces trawienia zachodzi bardzo szybko, dosłownie w oka mgnieniu, zauważalnie. Dwustronna płytka 3cm x 4.5cm wytrawiła się około 2min. Jak będę coś jeszcze trawił to zamieszczę filmik jak to wygląda.
  • #18
    austin007
    Poziom 17  
    pch napisał:
    Pompkę perystaltyczną można znaleźć w Fiacie Bravo/Brava


    pch - jesteś pewnien,że perystaltyczna? (rocznik poproszę). Sam szukam takiej pompki w wydaniu współczesnym. Już właściwie nie robi się innych pompek spryskiwaczy niż turbinowe. Z ciekawości przejrzałem dostępne modele do tych aut i wszystko to typowe turbiny. Czasem dwukierunkowe z zew. zaworem zwrotnym.
  • #19
    zdarecki
    Poziom 11  
    Koncepcję pompki od sprzyskiwaczy przerobiłem i byłem bardzo zadowolony, ale do czasu, bardzo szybko pomimo płukania wodą poprostu rozleciały(pokruszyły) się elementy plastikowe w niej, odpadla końcówka a otwory wypełniły sie tym krystalicznym szajsem( minęło ładnych parę lat więc nie pamietam już ale wydaje mi się , że nie wytrzymała nawet pół roku) później na szybko wstawiłem jakąś inną pompkę i efekt ten sam.

    Pompka napowietrzająca działa bez zarzutów no i nie latam z tym akwarium do zlewu żeby przeplukać

    p.s. pierwsza pompka na 100% była od VW a kolejna chyba fiat
  • #20
    SylwekK
    Poziom 30  
    djoy napisał:
    Kiedy temperatura zbliża się do końca funkcji przynależności "zimno" grzałka większej mocy jest stopniowo wyłączana i funkcję regulacji przejmuje mniejsza grzałka.

    Czyli miałem rację ;-) . Zastanawia mnie dlaczego właściwie nie użyłeś tylko jednej większej grzałki. Piszesz, że stopniowo ją wyłączasz - czy to znaczy, że "cyklicznie ją wyłączasz" (...ile trwa cykl?) czy może użyłeś regulacji grupowej z kilkupunktową histerezą? Taka regulacja na 100% by wystarczyła i to z jedną grzałką. Pytam, bo ostatnio bardzo zainteresowały mnie regulatory czego efektem są już dwa różne projekty z full-regulacją jeden bardziej komercyjny i jedna wypasiona pchełka na Attiny13, którą pewnie niedługo wrzucę na elektrodę...

    A tak naprawdę to myślę, że do urządzeń typu wytrawiarka to i zwykły termostat włącz/wyłącz by wystarczył byle nie przekroczyć tych 40 stopni :-)

    djoy napisał:
    A tak na marginesie to dzisiaj trawiłem płytki i kiedy wężyk powrotny pompki jest skierowany na płytkę, czyli znajduje się ona w strumieniu środka trawiącego, to proces trawienia zachodzi bardzo szybko, dosłownie w oka mgnieniu, zauważalnie. Dwustronna płytka 3cm x 4.5cm wytrawiła się około 2min. Jak będę coś jeszcze trawił to zamieszczę filmik jak to wygląda.

    Brzmi interesująco... czekamy na filmik :-D
  • #21
    silvvester
    Poziom 24  
    djoy napisał:

    A tak na marginesie to dzisiaj trawiłem płytki i kiedy wężyk powrotny pompki jest skierowany na płytkę, czyli znajduje się ona w strumieniu środka trawiącego, to proces trawienia zachodzi bardzo szybko, dosłownie w oka mgnieniu, zauważalnie. Dwustronna płytka 3cm x 4.5cm wytrawiła się około 2min. Jak będę coś jeszcze trawił to zamieszczę filmik jak to wygląda.



    Zakładamy że pompka od spryskiwacza wytrzyma góra 30h pracy. Moja prośba nie wynika ze złośliwości tylko z ciekawości, proszę kolegę o wpis w tym wątku za miesiąc czy dwa, ile ta pompka wytrzyma godzin. Są pompki do wody które w kontakcie z nadsiarczanem mogą pracować kilkaset godzin ale ich ceny zaczynają się od 400zł. Kontakt z wodą ma tylko guma i śruby kwasoodporne. Używałem takiej pompy przez kilkanaście miesięcy, po rozebraniu jej na części, w środku wszystko było ok. Testowałem też jedną akwariową, rozpadła się po kilkunastu godzinach pracy.
  • #22
    djoy
    Poziom 15  
    Cytat:
    Zakładamy że pompka od spryskiwacza wytrzyma góra 30h pracy. Moja prośba nie wynika ze złośliwości tylko z ciekawości, proszę kolegę o wpis w tym wątku za miesiąc czy dwa, ile ta pompka wytrzyma godzin. Są pompki do wody które w kontakcie z nadsiarczanem mogą pracować kilkaset godzin ale ich ceny zaczynają się od 400zł. Kontakt z wodą ma tylko guma i śruby kwasoodporne. Używałem takiej pompy przez kilkanaście miesięcy, po rozebraniu jej na części, w środku wszystko było ok. Testowałem też jedną akwariową, rozpadła się po kilkunastu godzinach pracy.

    Sam jestem ciekaw ile wytrzyma i jakoś mi jej nie szkoda :P bo kosztowała kilkanaście zł. Zobaczymy, jak padnie to dam znać.
  • #23
    Paweł Szeredi
    Poziom 17  
    Witam,
    Obawiam się, że pompka długo nie wytrzyma. Już dwa razy wymieniałem taką w moim kangoo (w ciągu pięciu lat). Wystarczy trochę pojeździć bez płynu i zaczyna rdzewieć. W środku jest mosiężna lub wykonana z brązu tuleja i teflonowa uszczelka. Wystarczy, że zaciągnie jakieś drobiny (kamień) i po pompce. Tak wyglądała moja po 3 latach pracy.

    Pozdrawiam
    Paweł

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    Prototypowa wytrawiarka z regulatorem Fuzzy Logic

    A swoją drogą to chyba mniej szkód poczyni wytrawiacz bez dostępu powietrza niż jak pompka będzie zalana cały czas.
  • #24
    djoy
    Poziom 15  
    Cytat:
    A tak naprawdę to myślę, że do urządzeń typu wytrawiarka to i zwykły termostat włącz/wyłącz by wystarczył byle nie przekroczyć tych 40 stopni :)

    Starczy, ale wieje nudą :P

    Cytat:
    Czyli miałem rację ;) . Zastanawia mnie dlaczego właściwie nie użyłeś tylko jednej większej grzałki. Piszesz, że stopniowo ją wyłączasz - czy to znaczy, że "cyklicznie ją wyłączasz" (...ile trwa cykl?) czy może użyłeś regulacji grupowej z kilkupunktową histerezą? Taka regulacja na 100% by wystarczyła i to z jedną grzałką.

    Fuzzy Logic jest to już topologia bardziej zaawansowana, więc elementów wykonawczych (grzałek) może być więcej. Każda ma inną charakterystykę i może wypełnić inną lukę... Mówiąc że "grzałka jest stopniowo wyłączana" miałem to dosłownie na myśli, czyli zmniejszenie mocy zgodnie z określoną funkcją. Moc reguluje modulacją szerokości impulsu o małym okresie (ułamek Hertz-a) ponieważ grzałka ma dużą stałą czasową a stosuje optotriaki z detekcją zera...

    Cytat:
    Pytam, bo ostatnio bardzo zainteresowały mnie regulatory czego efektem są już dwa różne projekty z full-regulacją jeden bardziej komercyjny i jedna wypasiona pchełka na Attiny13, którą pewnie niedługo wrzucę na elektrodę...

    ...wrzucaj, wrzucaj, mnie też interesują regulatory i to nie od dziś, więc z chęcią przeanalizuje Twoje rozwiązanie ;)


    Cytat:
    A swoją drogą to chyba mniej szkód poczyni wytrawiacz bez dostępu powietrza niż jak pompka będzie zalana cały czas.

    Paweł Szeredi, tzn ??? Bo nie zrozumiałem sensu zdania...
  • #25
    KGS
    Poziom 23  
    Mosiądz, brąz, czy inne nie szlachetne metale + nadsiarczan sodu B327 to kiepskie połączenie. Czyli Kangoo, VW też odpada. Szukamy więc dalej.
  • #26
    thralll
    Poziom 12  
    Witam!
    Mam pytanie odnośnie algorytmu sterowania, jak to dokładnie wygląda?
    Im mniejsza różnica temperatur tym większe wypełnienie?
    Mógł bym prosić o jakiś kod (nawet pseudokod) pozwalający zrozumieć ten algorytm.
    Pozdrawiam
    thralll
  • #27
    djoy
    Poziom 15  
    Cytat:
    Witam!
    Mam pytanie odnośnie algorytmu sterowania, jak to dokładnie wygląda?
    Im mniejsza różnica temperatur tym większe wypełnienie?
    Mógł bym prosić o jakiś kod (nawet pseudokod) pozwalający zrozumieć ten algorytm.
    Pozdrawiam
    thralll

    thrall, wyjaśniałem to kilka postów wyżej tak jak potrafię, poszukaj materiałów w sieci, w książkach a na pewno coś znajdziesz ciekawego :)
  • #28
    thralll
    Poziom 12  
    Czytałem sporo o tym, ale nie mogę znaleźć w tym jakby wyższej warstwy.
    Przecież to zwykła funkcja wypełnienia od różnicy temperatur.
    Za bardzo upraszczam, czy to jest takie proste?
  • #29
    tplewa
    Poziom 38  
    @thralll

    Ale o jakie wypelnienie ci chodzi ? Bo ktos juz wczesniej pisal np. o sterowaniu grupowym. To niestety jest tylko sam sposob sterowanai elementu grzejnego.

    Na poczatku proponuje zapoznac sie z sposobami sterowania za pomoca PID itp. sa dosc dobrze udokumentowane (przynajmniej teoretycznie). Natomiast fakt na temat sterowania logika rozmyta lub PID + logika rozmyta jest niezbyt wiele materialow i trzeba sie troche naszukac.
  • #30
    thralll
    Poziom 12  
    tplewa napisał:
    @thralll

    Ale o jakie wypelnienie ci chodzi ? Bo ktos juz wczesniej pisal np. o sterowaniu grupowym. To niestety jest tylko sam sposob sterowanai elementu grzejnego.

    O to o którym pisał autor:
    djoy napisał:

    Moc reguluje modulacją szerokości impulsu o małym okresie (ułamek Hertz-a) ponieważ grzałka ma dużą stałą czasową a stosuje optotriaki z detekcją zera...

    BTW: W wypadku sterowania grzałką grupowe było by lepsze ;)

    tplewa napisał:

    Na poczatku proponuje zapoznac sie z sposobami sterowania za pomoca PID itp. sa dosc dobrze udokumentowane (przynajmniej teoretycznie). Natomiast fakt na temat sterowania logika rozmyta lub PID + logika rozmyta jest niezbyt wiele materialow i trzeba sie troche naszukac.

    Wiem jak działa PID i tu go raczej nie ma.
    Myślałem, że ktoś mi wytłumaczy co jest rewolucyjnego w sterowaniu rozmytym.
    Już sam sobie doczytałem i prawdę mówiąc w tym konkretnym przypadku nie widzę sensu stosowania takiego algorytmu. Albo inaczej nazywania go sterowaniem rozmytym, bo według mnie to tak naprawdę zwykły sterownik z członem proporcjonalnym.