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

Zawór aktywowany różnicą temperatur.

08 Sty 2015 19:19 4257 39
  • Poziom 15  
    Witam, Potrzebuję zrobić układ który będzie sterował silnikiem w następujący sposób. Potrzebuje wykonywać dwa pomiary temperatur (dokładnie nie wiem jeszcze czego - chyba kotła i zbiornika). Silnik ma zamykać lub otwierać zawór wody (silnik od wycieraczek > przekładnia ślimakowa > cięgiełko do zaworu). Układ miałby działać tak, że jeśli temperatura zbiornika A będzie wyższa niż temperatura zbiornika B to silnik ma zacząć się kręcić w prawo i zacząć zamykać zawór wody aż zamknie go całkowicie, dotrze do wyłącznika krańcowego i się wyłączy. Jeżeli coś się zmieni, to znaczy: temperatura zbiornika A będzie niższa niż temperatura zbiornika B to silnik ma zacząć się kręcić w lewo i zacząć otwierać zawór wody aż otworzy go całkowicie, dotrze do wyłącznika krańcowego i się wyłączy. Ważne jest tez aby zachować tolerancję między dwoma stanami (np. około 5°C) - chcę uniknąć sytuacji w której obie temperatury są bardzo podobne lub równe i silnik wariuje. Zależy mi na maksymalnej prostocie układu na zasadzie dzielników napięcia może... Każdy układ byłby dobry poza takim z mikroprocesorem :) Pomiar temperatur - myślałem albo nad termistorami albo układem typu LM35. Ważne jest też to aby zmieniać biegunowość wyjścia - raz silnik kręci się w prawo - raz w lewo.
    https://obrazki.elektroda.pl/19_1237243323.jpg Taki układ mógłby na przykład sterować silnikiem z dodaniem krańcówek oczywiście - pytanie jak je podłaczyć i jak wysterować go różnicą temperatur :)

    Każdy pomysł będzie dobry, z góry dziękuje za wszelkie odpowiedzi i pozdrawiam, SM!
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
  • Poziom 28  
    Kupujesz np. na Allegro termostat różnicowy(solarny) za dwadzieścia parę złotych do zabudowy plus dwa czujniki temperatury DS18B20. Lub zmontowany już komplet. Do tego podnośnik szyby samochodowej ( z półksiężycem), dwie krańcówki, przekaźniki, źródło zasilania 12V (ja miałem stary prostownik od malucha, taki plastikowy). Działało to u mnie kilka lat bez awarii mimo tego co pisali inni że tak sterowany zawór kulowy zacznie kiedyś cieknąć. Widocznie miałem jakiś dobry egzemplarz. W tej chwili mam to wymontowane, leży gdzieś w komórce. Jak znajdę mogę podesłać fotki.
  • Poziom 15  
    Jest to to jakiś pomysł, zdaje się, że nawet dobry :) Będe bardzo wdzięczny za zdjęcie i prosił bym o jakiś (nawet blokowy) schemat tego urządzenia. Ja wymyśliłem taki układ sterowania silnikiem:
    Zawór aktywowany różnicą temperatur.
    Chyba ma to prawo działać... Teraz tylko czymś go wysterować :)
  • Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
  • Poziom 28  
    Krańcówki powinny być zamocowane tak aby były wyłączane bokami tego trójkąta. Maksymalne otwarcie i zamknięcie.
  • Poziom 15  
    MARIUSZ R napisał:
    Krańcówki powinny być zamocowane tak aby były wyłączane bokami tego trójkąta. Maksymalne otwarcie i zamknięcie.

    Tak, rozumiem to doskonale. Układ, który narysowałem i pokazałem właśnie składam na próbę. Potrzebuję schematu czujników temperatury i całej reszty. Gdzie mają być podłączone, jak, itp...
  • Poziom 28  
    Sam raczej tego od podstaw nie złożysz .To co Ci proponowałem jest na procesorze Atmega 8. Są dwa czujniki temperatury. Jeden montujesz na piecu (jak najbliżej wylotu ciepłej wody), lub w piecu jeżeli masz wspawaną rurkę na czujnik. drugi w zasobniku jeżeli masz otwór.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Cytat:
    Sam raczej tego od podstaw nie złożysz .To co Ci proponowałem jest na procesorze Atmega 8.
    Przesadzasz, co w tym jest trudnego? Komparator za 50gr podoła zadaniu i jescze połowa scalaka zostanie nie wykorzystana, układ jest tak prosty że nawet ktoś kto pierwszy raz trzyma lutownicę dał by radę.

    Atmega - można zastosować jak ktoś ma programator i nauczył sie programować,
    jak nie, to nie jest to żadna przeszkoda, choć są tacy co potrafią tylko na procesorach i wydaje im sie że inaczej sie nie da, ale termostaty istniały też w czasach "przedprocesorowych" i wiele z nich działa do dzisiaj.

    Przykładowe rozwiązanie poniżej, oczywiście trzeba będzie dostosować układ wyjściowy
    Link
  • Poziom 15  
    jarek_lnx napisał:
    Przesadzasz, co w tym jest trudnego? Komparator za 50gr podoła zadaniu i jescze połowa scalaka zostanie nie wykorzystana, układ jest tak prosty że nawet ktoś kto pierwszy raz trzyma lutownicę dał by radę.

    Też mi się coś nie chciało wierzyć... Spokojnie, lutownice mam okazję trzymać codziennie - powiem więcej, nawet używać ;)
    jarek_lnx napisał:
    Przykładowe rozwiązanie poniżej, oczywiście trzeba będzie dostosować układ wyjściowy
    Link

    Że też komparator mi nie przyszedł do głowy... Dziękuję bardzo :) Pytanie tylko - jak zmodyfikować, żeby pasowało do tego co narysowałem kilka postów wyżej? Układ już sprawdziłem i działa dokładnie tak jak chciałem.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Cytat:
    Pytanie tylko - jak zmodyfikować, żeby pasowało do tego co narysowałem kilka postów wyżej?
    Tam przekaźniki musiał byś przełaczć na przemian, ale można zamienić styki i przełaczać je jednocześnie, albo nawet użyć jednego przekaźnika z dwoma parami styków.

    Silnik od wycieraczek pobiera kilka A, więc diody 1N400X są za słabe, chyba że krańcówki podłączysz tak aby sterowały cewkami przekaźników.

    A i nie zapomnij o dioddzie odwrotnie równolegle do cewki przekaźnika, na schemacie który podlinkowałem jej nie było choć obciażeniem był silnik, tranzystor by tego nie wytrzymał.
  • Poziom 15  
    jarek_lnx napisał:
    Tam przekaźniki musiał byś przełączć na przemian, ale można zamienić styki i przełączać je jednocześnie, albo nawet użyć jednego przekaźnika z dwoma parami styków.

    W najbliższym czasie narysuje to i zobaczymy czy się zrozumieliśmy :)
    jarek_lnx napisał:
    Silnik od wycieraczek pobiera kilka A, więc diody 1N400X są za słabe, chyba że krańcówki podłączysz tak aby sterowały cewkami przekaźników.

    Prawda, dziękuję. Myślę też o zastosowaniu jakiegoś mniejszego silniczka na 12v z przekładnią tylko nie wiem czy nie będzie za słaby aby przełączyć zawór - nawet po przełożeniu.
    jarek_lnx napisał:

    A i nie zapomnij o diodzie odwrotnie równolegle do cewki przekaźnika, na schemacie który podlinkowałem jej nie było choć obciażeniem był silnik, tranzystor by tego nie wytrzymał.

    Tak, o tym wiem, dziękuję.
  • Specjalista elektronik
    Do porównywania temperatur można wykorzystać: (A) dwa jednakowe tranzystory, (B) dwa układy LM35, (C) dwa układy LM335, (D) dwa układy LM334, (E) dwóch termistorów, (F) termopar; pewnie jest wiele innych możliwości, ale tyle znam na pamięć.

    (A) Można od razu zrobić układ, w którym jeden tranzystor przewodzi znacznie większy prąd, niż drugi, i ogrzanie tego drugiego do wyższej temperatury, niż ma pierwszy, powoduje zamianę rolami - innymi słowy, od razu mamy i czujnik temperatury, i układ porównujący. Ale trzeba dobrać dwa jednakowe i ciężko to wyliczyć, poza tym jest problem z przewodem, zwłaszcza łączącym emitery tranzystorów.

    (B) Nie polecam, bo chyba są droższe od (C), czy (D), a na pewno dają sygnał trudniejszy do przetwarzania, zwłaszcza w niskich temperaturach - co prawda łatwo zasilać je tak, by był dogodny. Sygnał 10mV/C, tak samo, jak w (C).

    (C) Dają spadek napięcia 10mV/K, w temperaturze pokojowej około 3V, mają błąd około 1%, ale możliwy do skorygowania przez dołączenie potencjometru i ustawienie. Wyjście napięciowe, typowy wzmacniacz operacyjny/komparator wystarczy, by jego błąd był poniżej 1 K.

    (D) Dają prąd proporcjonalny do temperatury w K (współczynnik proporcjonalności zależy od opornika), można je połączyć szeregowo i sprawdzać potencjał między nimi - na ogół będzie duży, bo prądy ze względu na różnicę temperatur będą różne. Dobry pomysł, kiedy są długie kable. Jeśli zakres temperatur LM334 jest wystarczający, i możesz zapewnić dobrą izolację elektryczną, to tak będzie najprościej.

    (E) Są termistory NTC o dużym ujemnym współczynniku temperaturowym, ale raczej ciężko będzie dobrać dwa o jednakowych parametrach, nie polecam; są termistory Pt100 i Pt1000, które (mam wrażenie) są dość dokładnie kalibrowane. Sygnał mało dogodny do przetwarzania, zwłaszcza Pt100 (bo małe napięcie), zaletą jest duży zakres temperatur (dla Pt100/Pt1000). Może być potrzebne połączenie czteroprzewodowe i złożony układ elektroniczny.

    (F) Duży zakres temperatur pracy, cała konstrukcja to kilka drutów, ale małe napięcie wyjściowe, rzędu 50uV/C, więc sygnał najtrudniejszy do przetwarzania, potrzebny jest wzmacniacz o dużej precyzji (z autozerowaniem).

    Zakresy temperatur: LM134 −55°C÷+125°C, LM234 −25°C÷+100°C, LM334 0°C÷70°C; LM135 −55°C÷+150°C, LM235 -40°C÷+125°C, LM335 -40°C÷+100°C; LM35 −55°C÷+150°C.
  • Poziom 15  
    Dziękuję bardzo za wyczerpującą odpowiedź :)

    _jta_ napisał:
    (C) Dają spadek napięcia 10mV/K, w temperaturze pokojowej około 3V, mają błąd około 1%, ale możliwy do skorygowania przez dołączenie potencjometru i ustawienie. Wyjście napięciowe, typowy wzmacniacz operacyjny/komparator wystarczy, by jego błąd był poniżej 1 K.

    To zdaje się być najciekawszy pomysł, poza tym LM335 chyba mam gdzieś w swoich zapasach. zakres temperatur tez jest dosyć duży. Mógłby Pan zaproponować jakiś schemat do tego z uwzględnieniem kompatybilności z moim układem sterowania silnikiem? Może da się jakoś dostosować ten zaproponowany przez kolegę jarek_lnx?

    Pozdrawiam, SM.
  • Specjalista elektronik
    Jedna z prostszych możliwości, ale z LMx34: dwa LMx34 szeregowo, pomiędzy nie podłączamy wejścia bramki CD4093 (ten układ zawiera 4 bramki NAND ze Schmittem na wejściu), do jej wyjścia podłączamy wejścia drugiej takiej bramki, od jej wyjścia opornik (np. 1M) do wejść pierwszej; do każdego wyjścia tych dwóch bramek podłączamy po jednym wejściu dwóch pozostałych bramek, a pozostałe ich wejścia do wyłączników krańcowych. Na wyjściach pierwszej pary bramek będą stany 1 i 0, albo 0 i 1, w zależności od tego, gdzie będzie wyższa temperatura; na wyjściach drugiej pary albo odwrotnie (jak na wyjściach pierwszej 1 i 0, to na wyjściach drugiej 0 i 1, i vice versa), albo na obu 1, jeśli odpowiedni wyłącznik krańcowy poda stan niski na wejście bramki. Do wyjść drugiej pary można podłączyć bazy tranzystorów NPN (np. BC337) i z nich sterować MOSFET-y z kanałem N - wtedy albo jeden z tych MOSFET-ów będzie włączony, albo oba wyłączone (jak zostanie naciśnięty wyłącznik krańcowy). Nie wiem, jakie są wymagania silnika/silników, które będą tym sterowane - może potrzebne będą jeszcze dwa tranzystory, żeby zrobić mostek H i w zależności od włączenia tych MOSFET-ów puszczać przez silnik prąd w jedną, albo w drugą stronę (albo nie puszczać go wcale).

    LM335 wymagają komparatora (np. LM111, albo połówka LM393) i podłączenia jak na schemacie z Pump Controller For Solar Hot Water System, ale pewnie zamiast opornika 1k od SENSOR1 dasz ze 4k, żeby mieć histerezę 5°C. Pomijasz Q1 i silnik, zamiast tego podłączasz ten układ, który by był do LMx34 (tylko opornik "1M" tam już będzie zbędny - a na dobrą sprawę jedna bramka będzie zbędna, bo komparator z opornikiem do wejścia+ daje na wyjściu stany 0/1).

    Dobrze byłoby nie pomylić, który wyłącznik krańcowy jest który - a może połączyć je tak, żeby oba działały tak samo, czyli przy wciśnięciu któregokolwiek na wejścia obu bramek drugiej pary było podawane 0?
  • Poziom 15  
    Witam ponownie, pojawiło się trochę wolnego czasu więc jestem. Niejako łącząc pomysły podsunięte przez kolegów jarek_lnx oraz _jta_ rozrysowałem coś takiego - uznałem, że to najprostsza możliwa opcja. Co o tym myślicie? Ma prawo działać?
    Zawór aktywowany różnicą temperatur.
    Dodatkowo narysowałem jak wymyśliłem część mechaniczną - tak w razie nieporozumień.
  • Specjalista elektronik
    1. Żeby uzyskać histerezę, potrzebny jest opornik między wyjściem wzmacniacza operacyjnego (1), a wejściem+ (3) - oprócz opornika z *.
    2. Cewka przekaźnika jest zdecydowanie źle podłączona, bo prąd od masy do masy nie popłynie - to by było jakieś PM.
    3. Łączenie szeregowe LED-ów w przeciwne strony nie ma sensu - raczej równoległe, wtedy w każdym kierunku prąd będzie mógł popłynąć przez któregoś LED-a (większe komplikacje są z LED-em dwukolorowym, który ma 3 piny, np. wspólną anodę i dwie katody, ale też się da).
    4. W takim położeniu styków, jak jest narysowane, prąd płynie i pewnie silnik powinien się kręcić, w wyniku czego najpierw połączy się lewa krańcówka (krańcówka musi być normalnie połączona), a potem rozłączy się prawa - wtedy silnik się zatrzyma.
    5. Uwaga, żeby moment siły działający na zakrętkę (od cięgna) nie powodował nadmiernego zużywania jej gwintu.
  • Poziom 15  
    _jta_ napisał:
    1. Żeby uzyskać histerezę, potrzebny jest opornik między wyjściem wzmacniacza operacyjnego (1), a wejściem+ (3) - oprócz opornika z *.

    Aha, czyli ten 1M musi zostać a w miejscu R* dać właśnie od 1k do około 10k powiedzmy...
    _jta_ napisał:
    2. Cewka przekaźnika jest zdecydowanie źle podłączona, bo prąd od masy do masy nie popłynie - to by było jakieś PM.

    Tak, rzeczywiście bzdurę narysowałem ;) Emiter ma iść na masę tak jak jest na schemacie a kolektor na przekaźnik i przekaźnik do plusa. Dzięki za czujność.
    _jta_ napisał:
    3. Łączenie szeregowe LED-ów w przeciwne strony nie ma sensu - raczej równoległe, wtedy w każdym kierunku prąd będzie mógł popłynąć przez któregoś LED-a (większe komplikacje są z LED-em dwukolorowym, który ma 3 piny, np. wspólną anodę i dwie katody, ale też się da).

    Też mi się zdawało, że to nie ma sensu ale leży u mnie ten układ złożony i sam nie wiem jak to działa ale działa... Dodam, że zastosowałem diody migające - może to dlatego. Dla własnego świętego spokoju połączę je tak jak mówisz - odwrotnie równolegle.
    _jta_ napisał:
    4. W takim położeniu styków, jak jest narysowane, prąd płynie i pewnie silnik powinien się kręcić, w wyniku czego najpierw połączy się lewa krańcówka (krańcówka musi być normalnie połączona), a potem rozłączy się prawa - wtedy silnik się zatrzyma.

    Obie krańcówki są w konfiguracji "normalnie połączona" - na schemacie narysowałem ułożenie styków w czasie startu silnika, kiedy krańcówka nadal jest wciśnięta (rozwarta) i prąd płynie przez diodę, gdyby narysować ten układ "sekundę później" ;) obie krańcówki by zwierały - nie były by wciśnięte.
    _jta_ napisał:
    5. Uwaga, żeby moment siły działający na zakrętkę (od cięgna) nie powodował nadmiernego zużywania jej gwintu.

    O to bym się prawdę mówiąc nie martwił... Myślę, że pręt ósemka spokojnie wytrzyma kilka jak nie kilkanaście lat :) W razie potrzeby wymiana pręta jest trywialnie prosta, gorzej z nakrętką. Jeszcze o tym pomyślę :)
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    1. I wtedy histereza = zakres zmian napięcia na wyjściu X opornik z * / opornik 1M; będzie trochę mała, bo napięcie na wyjściu bez opornika Rb będzie się zmieniać może od 0,2V do 0,7V.

    2. I uwaga na kierunek diody - ma być katodą do +zasilania, żeby nie przewodziła, kiedy tranzystor jest włączony.

    3. Może te migające mają jakieś swoje dziwactwa - lepiej użyć zwykłych, i równolegle.

    4. Napisałem, żebyś sprawdził, czy się zgadza z twoimi zamiarami.

    5. To raczej gwint nakrętki będzie się zużywał. Można by zadbać o jakieś "wycentrowanie" zaczepienia - zaczepić do dwóch przeciwnych stron nakrętki.
  • Poziom 15  
    _jta_ napisał:
    1. I wtedy histereza = zakres zmian napięcia na wyjściu X opornik z * / opornik 1M; będzie trochę mała, bo napięcie na wyjściu bez opornika Rb będzie się zmieniać może od 0,2V do 0,7V.

    Jaką kombinację proponujesz w takim razie? Tak jak wspominałeś, 1M łączący nogę 3 z 1 zostaje a R* to około 4k (szereg jeśli się nie mylę najbliżej ma 3k9 i 4k3)?

    _jta_ napisał:
    2. I uwaga na kierunek diody - ma być katodą do +zasilania, żeby nie przewodziła, kiedy tranzystor jest włączony.

    Tak, jasna sprawa, gdyby nie pomyłka na schemacie, który narysowałem to wszystko by się zgadzało :) Tak w ogóle to myślę, że może to być dioda 1N4148 zamiast 1N4007. Obie mam w ilościach hurtowych niemalże, więc nie robi mi to różnicy ;)

    Zastanawiam się też nad zasilaniem układu - ma być tanio. Chyba najłatwiej to z akumulatora samochodowego, bo jakiś znajdzie się na pewno a o transformator z taką mocą to chyba ciężko za cenę w granicach 50 zł.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    0,5V*4k/1M=2mV, co odpowiada 0,2°C - chyba trochę mało, chciałeś 5°C, do tego mogłyby być oporniki 10k i 100k. Może lepiej użyć opornika Rb, żeby napięcie na wyjściu mogło bardziej się zmieniać?

    1N4148 może być - tyle, że jest mniej wytrzymała mechanicznie, łatwiej ją urwać przez nieuwagę. Jakiej mocy potrzebujesz, że wychodzi aż taki drogi transformator?
  • Poziom 15  
    _jta_ napisał:
    0,5V*4k/1M=2mV, co odpowiada 0,2°C - chyba trochę mało, chciałeś 5°C, do tego mogłyby być oporniki 10k i 100k. Może lepiej użyć opornika Rb, żeby napięcie na wyjściu mogło bardziej się zmieniać?
    Dobra, zrobię tak jak mówisz: R*=10k a ten 1M zamienię na 100k. Jaki opornik Rb dać? 1k?

    _jta_ napisał:
    Jakiej mocy potrzebujesz, że wychodzi aż taki drogi transformator?
    Może trochę przesadziłem. Potrzebuję zasilić to co na schemacie z czego o ile cały układ sterujący będzie pobierał bardzo mało o tyle silnik i przekaźnik będzie pobierał dosyć sporo... Silnika jeszcze nie mam więc nie wiem ile prądu będzie ciągnąć.
  • Poziom 15  
    Witam ponownie :) Zrobiłem prototyp płytki ale kto wie, jak zadziała to jej użyję w ostatecznej wersji.
    Zawór aktywowany różnicą temperatur. Zawór aktywowany różnicą temperatur. Zawór aktywowany różnicą temperatur.
    Brakuje jeszcze mostka prostowniczego, przekaźnika i czujników. Resztę przewidziałem poza płytką. W załączeniu wzór płytki w PDF - a nóż może ktoś przypadkiem znajdzie jakiś błąd, który mi umknął.

    -Myślicie, że przekaźnik z obciążalnością styków 250v/8A wytrzyma czy to ryzykowana zabawa?
    -Mostek wstawię 10A, mam nadzieję, że też podoła.
    -Przewody łączące układ LM335Z z płytką wymagają ekranowania?

    Pozdrawiam, SM.
  • Poziom 15  
    _jta_ napisał:
    Może by na ścieżkę nalutować drut miedziany? (tam, gdzie płynie prąd silnika, przydałby się przekrój 1mm2).

    Tak bym zrobił ale plany się trochę zmieniły, zakupiłem dzisiaj dwa przekaźniki samochodowe (pojedyncze) alby być spokojnym, że wytrzymają. Mostek dam poza płytką większy i nie będę go wlutowywał w płytkę, tak samo przekaźniki będą poza nią. Jaki tranzystor dać zamiast BC547 bo on chyba nie da rady? Może BC211? Zależy mi aby miał wyprowadzenia C-B-E.
  • Specjalista elektronik
    A jaki opór mają cewki przekaźników? Skoro jest histereza, to tranzystorowi nie grozi stan częściowego włączenia, moc strat będzie niewielka - jeśli prąd będzie za duży dla BC547 (w tym układzie powinien działać do 100mA, ale lepiej przyjąć nieco mniej - z 80mA), to można BC337, identyczna obudowa i układ nóżek, do 300mA (a licząc z zapasem, do 250mA). Źródła - noty katalogowe ON Semiconductors: BC547 V_CE nie przekracza 0.6V przy I_B=5mA, I_C=100mA; BC337 wzmocnienie jest co najmniej 60 przy I_C=300mA i V_CE=1.0V - istotne jest, jaki może być prąd kolektora przy prądzie bazy 5mA, bo tyle zapewnia ten układ.
  • Poziom 15  
    Ok. Już zamieniłem na BC337 i on na pewno wytrzyma. Mogę do testu nie podłączać czujników temperatury a ślizgacz potencjometru podłączyć do masy? Tak tylko, żeby sprawdzić poprawność działania układu komparatora. Jak zadziała przy samych potencjometrach to podłącze LM335Z dopiero wtedy.