Jak zbudować termostat z 4 czujnikami analogowymi na AVR?

Witam, mam do zbudowania termostat z 4 czujnikami temperatury. W grę wchodzą tylko czujki analogowe (ze względu na bezwładność temperaturową czujek typu ds1820).
1) Jak obsłużyć taką czujkę w attiny ? (wew przetwornik AD, sposób podłączenia-nie mam pomysłu, myślę o PT106052 z TME.pl)
2) Skąd wytrzasnąć dokładne napięcie odniesienia ?
3) Jaki interfejs wybrać do przesłania cyfrowej temperatury (zdekodowanej) od czujki do sterownika (ATMEGA8) na odległość ok 30m (kombinowałem z RS232 działającym na algorytmie podobnym do i2c (zapytanie w postaci adresu, odpowiedź od slave'a) ale nie wiem jak się sprawdzi RS232 na taką odległość.

Jeśli ktoś ma pomysł na realizację tego w inny sposób jestem otwarty na propozycje. Wymagany jest odczyt z dokładnością przynajmniej do 1 dziesiątej stopnia oraz jaknajmniejsza bezwładność temperaturowa oraz niezawodność systemu i łatwość podmiany komponentów.

pozdrawiam i zgóry dziękuje za podpowiedzi
GPiotr1

GPiotr1 napisał:

1) Jak obsłużyć taką czujkę w attiny ? (wew przetwornik AD, sposób podłączenia-nie mam pomysłu, myślę o PT106052 z TME.pl)

Przydałby sie jakis uklad dopasowujacy na wzmacniaczu operacyjnym a reszta to obsluga przetwornika (nie ma z nim wiekszych problemow)

GPiotr1 napisał:

2) Skąd wytrzasnąć dokładne napięcie odniesienia ?
Chociazby dioda Zenera choc jest dostepnych duzo scalakow kompensowanych termicznie i w ogole.

Chociazby dioda Zenera choc jest dostepnych duzo scalakow kompensowanych termicznie i w ogole.

GPiotr1 napisał:

3) Jaki interfejs wybrać do przesłania cyfrowej temperatury (zdekodowanej) od czujki do sterownika (ATMEGA8) na odległość ok 30m (kombinowałem z RS232 działającym na algorytmie podobnym do i2c (zapytanie w postaci adresu, odpowiedź od slave'a) ale nie wiem jak się sprawdzi RS232 na taką odległość.

RS-232 da rade ale w razie jeszcze wiekszych odleglosci mozesz zapodac RS-485

GPiotr1 napisał:

Wymagany jest odczyt z dokładnością przynajmniej do 1 dziesiątej stopnia oraz jaknajmniejsza bezwładność temperaturowa oraz niezawodność systemu i łatwość podmiany komponentów.

Bedzie prolem z tym 0.1 stopnia, bedzie sie trzeba postarac.Niezawodnosc to kwestia odpowiedniej konstrukcji i dobego oprogramowania a latwosc podmiany komponentow trzeba zrealizowac poprzez odpowiednia modularna konstrukcje urzadzenia gdzie odpowiednie moduly sa laczone za pomoca zlacz.

Cytat:

Przydałby się jakis uklad dopasowujacy na wzmacniaczu operacyjnym a reszta to obsluga przetwornika (nie ma z nim wiekszych problemow)

I tutaj prosiłbym bardziej łopatologicznie z cyfrówką nie stoje źle, ale z analogówką gorzej. Wzmacniacz operacyjny wiem jak działa, tylko jak to wszystk podłączyć do kupy, tak żeby było to w miare dokładne, i zeby przez samą czujke nie leciał za duży prąd ...
Może jakieś przykłady tych układów z kompensacją termiczną ? (producent, symbol, cena).
pozdrawiam

Proponuje przjerzec stony anlog devices. Jest tam duzo przykladow ukladow do pomiaru tempratury. Wstepnie szacuje ,ze 10 bitow ad z prockow atmela to moze byc malo na precyzje 0.1 deg. Oczywiscie zalezy to od zakresu mierzonych temperatur. Pomysl nad przetwornikiem 16 bit sigma delta np ad7716.Podlaczysz to do atiny za pomoca spi , dane do atmega wylsli poprzez rs485 oparty na max485 lub sn75176(rs232 nadaje sie teoretycznie do 15 m). Pozostaje do opracowania protokol wymiany danych miedzy atmega a atiny. Jako zrodlo pradowe do pobudzania czujnika rezystancyjnego mozesz zastosowac ref200 lub lm334.Jesli chcesz wykorzystac jednak przetwornik ad z atiny to proponuje zastosowac wzmacniacz operacyjny o bardzo niskim napieciu offsetu, w ukladzie tzw. wzmacniacz przyrzadowego. Sadze ,ze literatura stron analoga duzo ci pomoze.
pozdr.

Jeżeli mają to być dodatnie to proponuję LM35DZ, sygnał wyjściowy podać na LM324, wzmocnić go ( 0.5 V na wejściu ma dać 5V na wyjściu)
W tym układzie przy 50 stopniach na czujniku masz 5V na wejsciu ADC procka co daje ci 1023, oczywiście należy to przeliczyć abyć otrzymał 5.00V
przesuniesz przecinek i masz 50,0 Stopnia
pozdrawiam

Oglnie ma to być sterownik systemu chłodzenia na fermie drobiu. Zakres temperatur od ok 15 do 50 stopni.
Wielkie dzięki za pomoc, ale nadal jakoś mam kłopoty z częścią analogową... Mógłby mi to ktoś jakoś rozrysować ?? (prosty szkic co jak podłączyć, tak, żeby działało). Z częścią cyfrową chyba sobie poradzę.
pozdrawiam

Dodano po 7 [minuty]:

LM35DZ jest w obudowie TO-92 czyli tak samo jak w ds18X20 a więc jego bezwładność temperaturowa będzie identyczna. A tutaj chodzi o to, aby po uruchomieniu wentylatorów czujniki jak najszybciej notowały spadek temperatury, by wentylatory nie zdążyły schłodzić powietrza o więcej niż potrzeba, dlatego chciałem zastosować czujniczki w innej obudowie, które będą szybciej sie nagrzewały i chłodziły.
Zastanawiałem się czy doklejenie do czujniczka w obudowie to-92 jakiegoś radiatora nie zmniejszyłoby jego bezwładności czasowej ...
pozdrawiam

Dodano po 17 [minuty]:

Zainteresował mnie czujniczek rezystancyjny PT106052. Ma bardzo małą obudowe i producent deklaruje małą bezwładność. Tylko mam problem z wykombinowaniem sposobu podłączenia tego do przetwornika.
Trzebaby to chyba podłączyć szeregowo z jakimś oporniczkiem (dzielnik napięcia) do jakiegoś tranzystorka , który by podawał sygnał na przetwornik, tylko jak to wszystko wyskalować ?? Jakie wartości dobrać i do czego to podłączyć ?
pozdrawiam

GPiotr1 napisał:

LM35DZ jest w obudowie TO-92 czyli tak samo jak w ds18X20 a więc jego bezwładność temperaturowa będzie identyczna. A tutaj chodzi o to, aby po uruchomieniu wentylatorów czujniki jak najszybciej notowały spadek temperatury, by wentylatory nie zdążyły schłodzić powietrza o więcej niż potrzeba, dlatego chciałem zastosować czujniczki w innej obudowie, które będą szybciej się nagrzewały i chłodziły.
Zastanawiałem się czy doklejenie do czujniczka w obudowie to-92 jakiegoś radiatora nie zmniejszyłoby jego bezwładności czasowej ...
pozdrawiam

A mnie się wydaje , że powinieneś sprawdzić jaką bezwładność mają termometry serii DS18x20.Z moich eksperymentów wynika , że są dość "szybkie".Np. włączenie lampki nocnej z żarówką 15W , w odległości 50cm od DS-a , powodowało niemal natychmiastową(1s-2s) reakcję lub zbliżenie dłoni na kilka(naście) cm - radzę poeksperymentować.Ważnym jest także , właściwe dobranie wysokości i miejsca w którym umieścisz czujkę.Zawsze też możesz "oprogramować" reakcję termostatu np. przez pomiar szybkości narastania temperatury itp.Zastanów się , DS-y to naprawdę fajne termometry

Pozdrawiam
Piotrek

OK zgadzam się. Po włączeniu żarówki termometr szybko reaguje, ale po jej wyłączeniu stygnie dobre kilka minut !
pozdrawiam

GPiotr1 napisał:

OK zgadzam się. Po włączeniu żarówki termometr szybko reaguje, ale po jej wyłączeniu stygnie dobre kilka minut !
pozdrawiam

A nie przeszło ci do głowy , że to żarówka stygnie te kilka minut

Piotrek

Ogrzej czujke jeden stopień powyżej temperatury otoczenia, później odłóż ją na bok. Zanim czujka zarejestruje temperature powietrza minie dobre kilka minut !

Wentylatory dmuchają, więc podmuchaj na czujnik, temperatura spada ? Z reguły zmiany temperatury otoczenia są znacznie dynamiczniejsze, np. przelatujący obok kurczaczek podgrzeje nieco czujnik...

Teoretycznie tak, ale na jednej hali mają być 2 czujki jedna będzie bliżej wentylatorów druga dalej. Wentylatory załączą się w momencie kiedy na jednej z czujek wykryje temperature powyżej ustalonego progu. Hala jest długa na ponad 100 metrów, szeroka na 16m i wysoka na 3m czyli ruchy powietrza są niewielkie od strony z której w danym momencie nie chodzą wentylatory. Wentylatory są z jednej strony hali oraz jeden na bocznej ścianie na środku.

Widzę, że kolega zdradził wreszcie sekret co buduje.

Otóż drogi majsterkowiczu:
Jesteś w błędzie poszukując czujnika który będzie szybki jak piorun.
Zmiany temperatury powietrza w hali które podałeś będą bardzo wolne, wzrost temperatury będzie trwał godzinami, jakby nie patrzeć są to tysiące m3 powietrza( 100 x 16 x 6m = 9600 m3)
Skoncentruj się nad sposobem uśrednienia pomiaru temperatury, zbuduj obieg powietrza. W obiegu tym rób pomiar temperatury, wystarczy Ci do tego jeden czujnik.
Nie śpiesz się z załączeniem wentylatorów jak tylko temp. przekrocxzy zadany próg. wprowadź opóżnienia reakcji.
Jeżeli tego nie zrobisz to marna to będzie regulacja.Poczytaj sobie o charaktrystykach cieplnych różnych obiektów, poznaj algorytmy regulacji.
Wreszcie ustal zakres temperatury pracy,oblicz zysk energetyczny ciepła ( audyt) wylicz ile masz mocy do schłodzenia hali, ( ile metrów sześciennych powietrza i o jakiej temperaturze)

Zawsze możesz zastosować cterownik PLC taki jak chociażby FX05 firmy Johnson Controls, czy TC9100.
mają one wbudowane algorytmy regulacji pozwalające stabilnie utrzymać temperaturę pomieszczeń.

Z tego co wywnioskowałem to twoje wentylatory mają pracować "ON""OFF" a tak się nie da utrzymać jednej temperatury.

Ja zastosowałbym stałe mieszanie powietrza w hali z domieszką świeżego powietrza w momencie gdy temperatura w hali hędzie zbyt wysoka, ale co zrobisz gdy na dworze będzie cieplej?????????

PS:
ja na codzień zajmuję się automatyką wentylacji i klimatyzacji i powiem Ci że, mając do dyspozycji ciepło technologiczne i dużą moc chłodniczą czasami trudno jest utrzymać zadaną temperaturę w obiekcie, zwłaszcza jeżeli jest on podzielony na różne strefy.

rada:
nie walcz z czujnikami i ich szybkoscią bo to nic nie zmieni w twoim przypadku.
Mieszaj powietrzem w hali , żeby ujednolicić temperaturę powietrza, zrób żaluzje otwierające dopływ czystego powietrza do schłodzenia, pomyśl o chłodnicy freonowej. NIE ZAPOMINAJ O WENTYLATORACH WYCIĄGOWYCH ZUŻYTEGO POWIETRZA.
pozdrawiam

"Zastanawiałem się czy doklejenie do czujniczka w obudowie to-92 jakiegoś radiatora nie zmniejszyłoby jego bezwładności czasowej ..."

DODANIE CZEGOKOLWIEK DO CZUJNIKA WYDŁUŻY JEGO CZAS REAKCJI A NIE SKRÓCI, WIĘC EFEKT BĘDZIE ODWROTNY

Problem jest taki, że hala jest już wybudowana, i wentylatory są już zamontowane i jakiekolwiek remonty raczej nie są przewidziane. Jak narazie wszystkie wentylatory mają przyczepione termometry rtęciowe które je załączają po przekroczeniu zadanych temperatur. Latem przy upałach obecny system chłodzenia jak na razie wytrzymywał i kurczaczki się nie dusiły. Jedyne co chce zrobić, to połączyć wszystkie termometry do jednego centralnego sterownika z którego mógłbym obserwować aktualną temperaturę i ewentualnie zmieniać nastawy progów temperaturowych bez wchodzenia na hale i płoszenia kurczaków. Wiem, że na takiej powierzchni trudno jest utrzymać stałą temperature ale chciałbym, by mój system działał przynajmniej tak sprawnie jak ten zainstalowany w tej chwili.
pozdrawiam

Może jestem pesymistą, ale opieram to na swoich doświadczeniach z procesorami AVR. Wydaje mi się , że twój system oparty na AVR nie będzie tak pewny w działaniu jak te rtęciowe termometry( na wszelki wypadek pozostaw awaryjnie te rtęciówki)

Ja oparłbym ten sterownik na procesorach PIC, ponieważ AVR są zbyt czułe na zakłócenia, co w twoim przypdku może się kiepsko skończyć.
Wrażliwość spotęguje dołączenie sieci kabli, minie sporo czasu zanim usuniesz żródła zakłóceń, a jest ich sporo.
Taniej i szybciej będzie zbudować ten układ na sprawdzonych sterownikach. Kup sobie sterownik TC9100 za około 1000 ał i masz problem z głowy, FX05 to koszt około 800 zł, czujnik do tego A99 to koszt około 60 zł,
FX05 ma 4 wejścia analogowe, kilka przekażników, RS485, jest super, ma około 200 bloków które załatwiają skomplikowane algorytmy regulacji.

Jeżeli chcesz sam zbudować sterownik to na samym początku roboty przeszukaj to forum i inne i zobacz jak ludzie męczą się z AVR . Po co masz się na koniec rozczarować jk przyjdziesz do budynku a sterownik "wisi"
Pozdrawiam
To tylko moje zdanie i możesz się z nim nie zgadzać

Mam wrażenie, że kolega ma uraz do AVR... A producent idzie naprzód i procesorki z bugami są wycofywane z produkcji. Do kompletu wbudowano konfigurowalnego watchdoga, rejestr źródła resetowania, wszystko kwestia chęci, a złej baletnicy to i rąbek u spódnicy, taka to musi się dowartościować strojem za kilka kPLN...
--
Pozdrawiam, Daniel

Przejechałem się na nich kilka razy i teraz robię na nich mało odpowiedzialne układy, które z zasady nie są narażone na zakłócenia. Problemy wrażliwości AVR są ogólnie znane. Zauważył to wkońcu nawet producent dodając te peryferia o których pisałeś. Nie zmienia to jednak faktu, że procesory te mają "nadwrażliwość" w stosunku do PIC czy motorolli. Jeżeli autor postu chce mieć pewny system sterowania odporny na zakłócenia od cewek styczników które będzie włączał to moim zdaniem powinien na samym początku drogi wybrać odporny i sprawdzony pod tym względem procesor.
Pozdrawiam

Urządzenie zbudowałem, na bazie termometrów cyfrowych DS18B20, które poprzykręcałem do małych radiatorów, by szybciej oddawały ciepło.

pozdrawiam

Uznaję temat za zakończony