automatyka - proporcjonalne do sterowania zaislanie pompą

Witam,



razem z kolegą podjęliśmy się budowy obiektu w którym chcemy sterować wysokością słupa wody w zbiorniku zawieszonym nad zbiornikiem buforowym. Sterowanie ma być realizowane za pomocą płytki (zasadniczo bez różnicy z jakim prockiem, poradzi sobie z tym każda atmega, chodzi tylko o implementację regulatora PID), na podstawie wysokości słupa wody (mierzona zespołem czujników lub jednym rezystancyjnym) oraz zmian chcemy uzyskiwać wartość zadaną sterując wydajnością pompy. Sterowanie ma też brać pod uwagę zakłócenia w postaci regulowanego ręcznie zaworu wypływowego ze zbiornika sterowanego do buforowego.

Problem pojawia się nie tyle w samym sterowaniu i programowaniu płytki, co doborze pompy i wzmocnieniu sygnału z płytki. Zakres napięcia jakim możemy sterować to niskoprądowe 0-5V. Sygnał ten musimy wzmocnić tak, aby proporcjonalnie do niego wystawić napięcie (prąd o sporym natężeniu) zasilające pompę. Sterowanie przekaźnikami odpada - wydajność musi być proporcjonalna do sygnału sterującego z płytki.

Stąd dwa pytania - o dobór pompy (zasilana napięciem stałym czy zmiennym?) oraz, w zależności od tego jaką pompę zastosujemy, jak wzmocnić sygnał z płytki tak, aby był w stanie zasilić pompę?

Do zasilania najlepiej użyć przekaźnika półprzewodnikowego SSR ze sterowaniem 3-30 Vdc - można go kluczować PWM'em i prawie płynnie sterować mocą.

Kolego, płytka z prockiem to DIY a nie automatyka. CE na nią naniesiesz? Bez badań EMC?

Poszukaj falownika z PIDem, podłącz czujnik, pompę i po temacie.

PIDa mamy zaprojektować sami, to część naszego projektu więc gotowiec odpada.

Skoro taki przekaźnik, to pompa zasilana napięciem przemiennym. Są pompy które w miarę proporcjonalnie (w miarę, zdaję sobie sprawę że krzywa wydajności jest do zamodelowania) da się sterować zmieniając napięcie w odpowiednim zakresie? Czyli taka, która nie działa prawie dwupołożeniowo czyli napięcie znamionowe - maksymalna wydajność, trochę mniejsze - niepoprawna praca urządzenia?

Rozumiem że to projekt studencki? Bo rozwiązanie profesjonalne i jedyne właściwe do zastosowania w rzeczywistym świecie kolega jestam już podał.
Trzeba określić jakiej mocy pompę potrzeba. Na makietę dydaktyczną wystarczy pompka od samochodowych spryskiwaczy sterowana PWM 12V.
Ewentualnie jeśli wymagana jest większa wydajność to można spróbować sterować pompą na 230V regulatorem tyrystorowym. Przy wentylatorach się sprawdza w pewnym zakresie.
Oczywiście będzie to powodowało grzanie się pompy i generowało sporo zakłóceń.

Tak, to projekt studencki - praktyczność zastosowania nie odgrywa tu żadnej roli, istotne jest zrealizowanie odgórnych wytycznych.

Bardzo podoba mi się pomysł z pompką samochodową od spryskiwaczy ze względu na budżetowość i dostępność. Pytanie tylko, czy taką pompą da się sterować w jakimś sensownym zakresie?

Taka pompka ma w środku silniczek prądu stałego więc jego obroty łatwo regulować napięciem, lub przez PWM.
A nawet jeśli będzie oporna i przy niewielkich obrotach nie będzie chciała pompować to wystarczy wydłużyć okres PWM-u (np pompuje przez 1s, potem postój 9s - i mamy wydajność 10%). Można po drodze dać np balonik żeby robił za bufor i "wygładzał" ciśnienie wyjściowe.
Większy problem będziecie mieli ze zmajstrowaniem czujnika poziomu wody o dobrej rozdzielczości...

Podejrzewam, że niemile widziane jest wstawianie linków: 'AVT2822 B' - taki czujnik się nie sprawdzi?

Jedyny sposób to sprawdzić eksperymentalnie. Dużo zależy od otoczenia, kształtu rury, powierzchni cieczy i miliona innych czynników. Pamiętaj też że taki czujnik charakteryzuje się strefą martwą pomiaru od 0 do 30-50cm.
Zamiast tego kitu AVT proponuję bardziej znany (i tańszy) HC-SR04

I taki czujnik pomierzy odległość od tafli wody? Jeśli tak, to sprawa wydaje się dosyć prosta.

W teorii wszystko wydaje się proste. Gorzej jak ma zacząć działać.

Jedno małe pytanko odnośnie PWMu - zazwyczaj spotykane na allegro są takie sterowane potencjometrem. Rozumiem, że nie będzie problemu żeby zamiast potencjometru podpiąć jakoś sterowanie z płytki? Czy jednak nie będzie to takie proste?

Najprościej i najtaniej to będzie wykorzystać timer zawarty w atmedze. Do tego jakiś tranzystor mocy i po sprawie.
Szczegóły dowiesz się u pana Google.

sydowski wrote:

Witam,

razem z kolegą podjęliśmy się budowy obiektu w którym chcemy sterować wysokością słupa wody w zbiorniku zawieszonym nad zbiornikiem buforowym. Sterowanie ma być realizowane za pomocą płytki (zasadniczo bez różnicy z jakim prockiem, poradzi sobie z tym każda atmega, chodzi tylko o implementację regulatora PID), na podstawie wysokości słupa wody (mierzona zespołem czujników lub jednym rezystancyjnym) oraz zmian chcemy uzyskiwać wartość zadaną sterując wydajnością pompy. Sterowanie ma też brać pod uwagę zakłócenia w postaci regulowanego ręcznie zaworu wypływowego ze zbiornika sterowanego do buforowego.

Problem pojawia się nie tyle w samym sterowaniu i programowaniu płytki, co doborze pompy i wzmocnieniu sygnału z płytki. Zakres napięcia jakim możemy sterować to niskoprądowe 0-5V. Sygnał ten musimy wzmocnić tak, aby proporcjonalnie do niego wystawić napięcie (prąd o sporym natężeniu) zasilające pompę. Sterowanie przekaźnikami odpada - wydajność musi być proporcjonalna do sygnału sterującego z płytki.

Stąd dwa pytania - o dobór pompy (zasilana napięciem stałym czy zmiennym?) oraz, w zależności od tego jaką pompę zastosujemy, jak wzmocnić sygnał z płytki tak, aby był w stanie zasilić pompę?

Można zastosować zawór proporcjonalny na zasilaniu pompki nowy cena min 600-700zł ewentualnie zaadoptować taki zawór z przemysłu samochodowego ze szrotu np EGR(z tego co kojarzę jest proporcjonalny). I ewentualnie dobudować układ wzmacniacza złożonego z jakiegoś wzmacniacza operacyjnego LM358+jakis mały tranzystorek w roli układu wykonawczego. Sterując PWM silniczkiem pompy by musiała być przede wszystkim na prąd stały i sterowanie z odpowiednią częstotliwością żeby móc opanować stałe ciśnienie,lub znów kombinujemy i budujemy elektronikę np PWM+U2008b+tyrystor i trawimy PCB. Inżynier musi kombinować niema lekko.