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

Elektroniczny regulator temperatury sterowany przez pc

wiszbon 25 Sty 2007 20:07 4307 20
  • #1 25 Sty 2007 20:07
    wiszbon
    Poziom 9  

    Witam wszystkich i od razu przyznam sie ze elektronika to nie moj konik, jednak przyszlo mi zrobic pewien projekt i mysle ze ktos z tu obecnych bedzie sluzyl rada. Prosze nie pisac ze jestem lamus i ze nikt za mnie nic nie zrobi, jesli nie wiesz nic na moj temat badz nie masz pomyslu to lepiej nic nie pisz. A zatem przedstawie co mam wykonac. Jak w temacie ma byc to regulator temperatury sterowany przez pc, ma miec dokladnosc 0,1C i wyjscie mocy sterujace jakims urzadzeniem grzewczym. Najwiekszy problem w tym sprawia to ze regulacja ma byc plynna a nie skokowa a wiec nie ma to byc typowe wlaczenie i wylaczenie grzejnika ale sterowanie moca do niego dostarczona. Szukalem jakiegos rozwiazania z czujnikiem ds1820 poniewaz moglbym go bezposrednio podlaczyc do kompa ale ma on za mala dokladnosc pomiaru i przez to odpada. Jesli ktos mialby jakas propozycje lub chociaz wiedze jak wykonac choc czesc tego ukladu to prosze o jakas propozycje i w miare przystepny jezyk opisu (jestem lamer z elektroniki) bo jestem w dolku.

    0 20
  • Pomocny post
    #2 25 Sty 2007 21:14
    Virus_7
    Poziom 12  

    Po przeczytaniu Twojego postu nasuwa mi się od razu parę pytań.
    1. Jaki jest zakres temperatur, w jakich ma chodzić urządzenie.
    2. Czy urządzenie ma być niezależne od pracy komputera?
    3. Będziesz miał problem ze skalibrowaniem urządzenia pomiarowego, żeby uzyskać taką dokładność (ale to jest do zrobienia).

    Ad 2. Pierwszy pomysł to wykorzystanie złącza GamePort (spotykanego w kartach muzycznych) oraz złącza LPT. Np. dla dużych temperatur można zastosować diodę 1N4148 (podłączoną do +5V przez rezystor 10kOhm) jako sensor temperatury i LM358 wzmacniacz operacyjny, by uzyskać dużą rozdzielczość. Wyjście wzmacniacza podłączamy do wejścia osi X lub Y(możemy zrobić pomiary dwóch temperatur). Do LPT podłączamy optotriaka, który będzie nam sterował grzałką ~230V. Działanie grzałki uzależnione od komputera!

    Drugi pomysł to wykorzystanie programowalnego procesora (np. AVR) z konwerterem analogowo-cyfrowym. Komunikacja z komputerem: RS232, USB lub LPT (do wyboru, do koloru). Układ pomiaru temperatury jak wyżej (ew. coś innego w zależności od zakresu temperatur). Załączanie grzałki j/w przez optotriak.

    0
  • #3 26 Sty 2007 07:48
    wiszbon
    Poziom 9  

    Zakres temperatur powinien zawierac sie w przedzial -30 do +125. Caly uklad ma byc osobnym elementem a komputer ma sluzyc jedynie programowaniu temperatury tak wiec caly uklad ma sterowac i odczytywac temperature jako osobne urzadzenie a podlaczenie przez port musi jedynie programowac jej wielkosc.

    0
  • Pomocny post
    #4 26 Sty 2007 14:54
    Virus_7
    Poziom 12  

    Hmm... Właśnie doczytałem informacje na temat grzałki, a właściwie sposobu sterowania:

    Cytat:
    Najwiekszy problem w tym sprawia to ze regulacja ma byc plynna a nie skokowa a wiec nie ma to byc typowe wlaczenie i wylaczenie grzejnika ale sterowanie moca do niego dostarczona
    Powiedz mi, co to jest za urządzenie grzewcze. Jaka jest jej moc? Myślę, że można zastosować PWM (modulacja szerokości impulsu) lub też odłączanie napiecia tyrystorem (tak jak jest to zrealizowane w ściemniaczach). Nie wiem czy do tego celu nie przyda się doprowadzenie do procka informacji o przejściu przez zero napięcia zasilającego.

    Tutaj link do ściemnacza na procesorze PIC: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2458715#2458715

    Co do pomiaru temperatury. Zerknij na datasheeta LM358 (do znalezienia w Googlach), masz tam układ "voltage gain". Ze wzoru obok wyliczysz odpowiednie rezystancje. Spadek napięcia na diodzie będzie wynosił ok 0,5V (w temperaturze pokojowej) i będzie spadał ze wzrostem temperatury. W temperaturze -30*C spadek napięcia będzie ok. 0,6V. Zatem wzmocnienie 4x będzie odpowiednie do tego zakresu temperatur (do dobrania eksperymentalnie).

    Czy do procesora dołączamy wyświtlacz alfanumeryczny wskazujący aktualną / wybraną temperaturę? Wypisz sobie wszystkie układy i spróbuj dobrać jakiś mikrokontroler z odpowiednią liczbą wejść/wyjść z palety produktów AVR. Do sterowania PWMem można użyć wbudowany Timer. Programować mam nadzieję potrafisz? :)

    Następny problem to zasilanie. Jak, skąd?

    Ideę ukłądu chyba zrozumiałeś. Jak będziesz miał pytania, pisz.

    0
  • #5 26 Sty 2007 17:34
    wiszbon
    Poziom 9  

    Wielkie dzieki Virus za zainteresowanie tematem, na pewno jakis czas zejdzie mi zrozumienie i poznanie materialow o wszystkim o czym napisales ,nigdy nie bylem dobry z elektroniki a tu taki temat mi sie trafil ale coz trzeba walczyc :) Jezeli chodzi o grzejnik to nie mam zadanego grzejnika tylko moc podawana na wyjsciu ma byc do 300wat. Pytasz czy zrozumialem idee ukladu a wiec rozumiem idee ale co do ukladu jeszcze nie wiem nawet jak sprecyzowac dokladniejsze pytania ale to raczej przez to ze nie przejzalem zadnych informacji na temat tych ukladow które opisales. Jak z tym sie zapoznam bede pytal dalej :) Uklad nie musi miec wyswietlacza co troche upraszcza temat ale i tak jak dla mnie to czarna magia która powoli sie rozjasnia, rowniez dzieki Tobie.

    0
  • Pomocny post
    #6 26 Sty 2007 20:30
    Virus_7
    Poziom 12  

    Miło mi, że mogłem w jakiś sposób pomóc.

    Sam konstruuję podobne urządzenie. Będzie to sterownik laminatora. Pomiar temperatury z dwóch miejsc (grzałka oraz silnik), wyświetlanie aktualnej temperatury, ustawienie zadanej temperatury, sterowanie grzałką i silnikiem. Narazie mam ten projekt w głowie i analizuje wszystkie szczegóły. Kupiłem już trochę części: omawiany już wzmacnaicz operacyjny LM358, stabilizator napięcia LM7805, procesor ATMEGA8-16AU (obudowa TQFP32). Resztę mam zamiar odnaleźć gdzieś w domu: wyświetlacz LCD (1x8) zgodny z HD44780, dioda 1N4148, optotriak do sterowania grzałką. Zasilaie będzie to najprawdopodbniej jakiś transformator 230V > 5V + prostownik.

    Jak będę miał jakiś program do procka (w AVR-GCC), to Cię poinformuję.

    0
  • Pomocny post
    #7 26 Sty 2007 20:32
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przypuszczalnie jako czujnik temperatury dokładniejszy będzie wyspecjalizowany układ scalony, np.
    LM35 (napięcie 10mV/C, około 0 w 0 C), LM134 (prąd ~T), LM135 (napięcie 10mV/K), niż dioda.

    0
  • Pomocny post
    #8 26 Sty 2007 22:45
    Virus_7
    Poziom 12  

    Przecież w środku jest to samo. :P

    0
  • Pomocny post
    #9 26 Sty 2007 23:09
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Ale ma dokładniej dobrane charakterystyki, kompensację tego, co mogłoby zakłócać pomiar... jeśli już
    dioda, to zasilana ze źródła prądowego - zasilanie przez opornik spowoduje nieliniowość charakterystyk,
    i zależność od wahań napięcia zasilania, wprawdzie niewielką, ale przy wymaganiu dokładności 0.1 C...

    Jeszcze do rozważenia - jeśli nie układ scalony - tranzystor, i bazę łączymy z kolektorem, zamiast diody.

    0
  • Pomocny post
    #10 27 Sty 2007 01:10
    Virus_7
    Poziom 12  

    Czyli trzeba dołaczyć LM317 w roli ogranicznika prądu. ;) Jaki mniej więcej prąd powinien przepływać przez diodę?

    Co mi da zastosowanie tranzystora zamiast diody?

    Nieliniowość będziemy kompensować algorytmem w procesorze. Przynajmniej tak to sobie wyobrażam. :)

    Jak już jesteśmy przy rozważaniu całego urządzenia. Polecisz jakiś prosty zasilacz 5V z napiecia ~230V? Dla mnie musi mieć jak najmniejsze wymiary. Dla kolegi najprostszy pod względem wykonania.

    0
  • #11 27 Sty 2007 10:21
    wiszbon
    Poziom 9  

    Mam pewien pomysl ale nie wiem czy mozna to zrealizowac wiec pytam, mysle o czyms takim zeby zmontowac uklad czujnika np na diodzie i wyjscie tego ukladu przepuscic przez jakis komparator w którym do drugiego wejscia podlacze jakis przetwornik C/A który bedzie zadawal napiecie do zadanej temperatury, tylko czy taki komparator bedzie mogl plynnie sterowac jakims wyjsciem i regulatorem mocy?. Pytanie moje jest zatem czy ktos mogłby mi pomoc w zaprojektowaniu takiego ukladu, chociazby samego czujnika i czy w ogóle istnieja takie komparatory w postaci układów czy trzeba takie cos skladac samemu?

    0
  • #12 27 Sty 2007 12:36
    grocom
    Poziom 12  

    A nie lepiej użyć scalonego termometru cyfrowego ds18s20 skalibrowanego fabrycznie + kilka dyskretnych elementów i prosty programik których mnóstwo w sieci.

    pozdr

    Dodano po 1 [minuty]:

    A nie lepiej użyć scalonego termometru cyfrowego ds18s20 skalibrowanego fabrycznie + kilka dyskretnych elementów i prosty programik których mnóstwo w sieci.

    pozdr

    0
  • Pomocny post
    #13 27 Sty 2007 12:43
    Virus_7
    Poziom 12  

    Komparator to ma tylko dwa stany: 0 albo 1, więc płynne to nie będzie. Uczepiłeś się tej płynnej regulacji. Przecież jak taki komparator będzie reagował na bardzo małe zmiany temperatury, to grzałka właczy się może na pół sekundy.

    Dodano po 2 [minuty]:

    grocom napisał:
    A nie lepiej użyć scalonego termometru cyfrowego ds18s20 skalibrowanego fabrycznie + kilka dyskretnych elementów i prosty programik których mnóstwo w sieci.
    Można. To już zależy od wiszbona. Jaką rozdzielczosć ma DS?

    0
  • #14 27 Sty 2007 13:17
    wiszbon
    Poziom 9  

    Sam nie wiem jak to wykonac i dlatego szukam pomocy. regulacja musi byc plynna bo tak mam zadane w projekcie, jest to moja praca semestralna i musze dzialac wedlug wytycznych. Malo sie znam na elektronice i trafil mi sie od razu taki "byczy" problem. Znalazlem kit AVT1009A który sluzy jako przystawka do pomiaru temperatury, wyglada to wmiare dobrze jak do zadanych parametrow tylko jest tam sterowanie potencjometrem i chcialbym wiedziec czy mogłbym zamiast tego wpiac tam jakis przetwornik C/A któy by tym sterowal no i nie rozumiem za bardzo co tam bedzie sie dzialo na wyjsciu tego wzmacniacza gdy temperatura bedzie wyższa badz niższa! Czy to tez bedzie po prostu przełączac i wylaczac czy moze bedzie to wlasnie dzialac plynnie zaleznie od roznicy temperatur?
    Prosze o jakas podpowiedz. A co do Dallasa to ma za mala dokladnosc a szkoda.

    0
  • #15 27 Sty 2007 15:20
    _jta_
    Specjalista elektronik

    DS18S20 ma rozdzielczość 1/32 stopnia C (normalny odczyt jest do 1/2 stopnia C, ale można dokładniej).

    Problemem jest: czy jest stabilny (czy wynik nie będzie, poza temperaturą, zależał od czegoś jeszcze, np. zmieniał się
    z upływem czasu), czy liniowo zależy od temperatury (można kompensować programem, ale to trzeba wycechować).

    Cechowanie tak czy siak trzeba będzie zrobić, niezależnie od tego, jaki element będzie czujnikiem.

    Co do zasilania 5V, to jaki prąd jest potrzebny? Najmniejszy będzie zasilacz beztransformatorowy...

    0
  • #16 27 Sty 2007 18:47
    Virus_7
    Poziom 12  

    _jta_ napisał:
    Co do zasilania 5V, to jaki prąd jest potrzebny? Najmniejszy będzie zasilacz beztransformatorowy...
    Tak, ale bez izolacji galwanicznej, tak? Czyli może kogoś kopnąć. Prąd myślę, że do 50mA wystarczy.

    0
  • #17 27 Sty 2007 20:38
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przy odpowiednim podłączeniu nie kopnie. Ale 50mA to już trochę dużo na beztransformatorowy
    - wymaga pojemności 1uF, a w razie jakby kogoś kopnęło, to taki prąd już jest niebezpieczny.
    Czyli chyba trzeba poszukać małej ładowarki do telefonów komórkowych... tylko uwaga, bo z tych
    ze zwykłym transformatorem, niektóre typy szybko się przegrzewają - więc lepiej impulsową.

    Pytanie, czy warto to robić na DS18S20 - to wymaga użycia mikrokontrolera, i całe sterowanie
    robiłoby się cyfrowo - czy raczej nastawiać napięcie na jakimś DAC-u, i reszta analogowo -
    do porównywania napięcia z czujnika z napięciem z DAC-a służyłby wzmacniacz operacyjny.

    0
  • #18 28 Sty 2007 11:02
    wiszbon
    Poziom 9  

    a mogłbys mi wyjasnic w jaki sposob wzmacniacz porownywalby to napiecie i co dzialoby sie na jego wyjsciu?!

    0
  • Pomocny post
    #19 28 Sty 2007 15:27
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Idealny wzmacniacz operacyjny (zwykle producenci starają się, by w.o. były zbliżone do takiego) ma takie właściwości:
    prąd płynący przez wejścia jest zero; napięcie między wejściami, jeśli nie jest zerowe, powoduje pojawienie się na
    wyjściu maksymalnego napięcia (równego dodatniemu bądź ujemnemu napięciu zasilania) o takim znaku, jak napięcie
    między wejściem '+', a wejściem '-'; jeśli pojawienie się takiego napięcie na wyjściu spowodowałoby - poprzez przepływ
    prądu przez układ, do którego podłączony jest w.o. - zmianę znaku napięcia między wejściami, to napięcie na wyjściu
    ustala się takie, by napięcie między wejściami było zero - w.o. "pilnuje" utrzymywania tego zera, oczywiście jeśli układ,
    do którego jest włączony, daje mu taką możliwość - np. przez odpowiedni znak oddziaływania wyjścia na wejście.

    Jeśli wejścia wzmacniacza operacyjnego podłączymy do dwóch napięć niezależnych od tego, co jest na jego wyjściu,
    to prawdopodobnie na wyjściu uzyskamy plus albo minus zasilania - zależnie od znaku różnicy tych napięć; jeśli jednak
    na każde wejście w.o. podamy napięcie poprzez opornik R1, a między wyjście w.o. a wejście '-' włączymy opornik R2,
    i taki sam włączymy między masę, a wejście '+', to na wyjściu dostaniemy napięcie (U[i+]-U[i-])*R2/R1, oczywiście
    pod warunkiem, że takie napięcie zmieści się pomiędzy "zasilanie minus" i "zasilanie plus".

    W praktycznym wzmacniaczu operacyjnym są pewne prądy wejściowe (zwykle rzędu nA, czasem poniżej pA); napięcie
    między wejściami, jakiego on "pilnuje", to nie zero, a najczęściej kilka mV, i zmienia się np. przy zmianie temperatury,
    a na dodatek musi się trochę zmienić (np. o 0.1mV), żeby spowodować zmianę napięcia na wyjściu (o kilka V); napięcie
    dawane na wyjściu nie obejmuje całego zakresu od minusa do plusa zasilania - pozostają pewne marginesy (np. po 1.5V);
    napięcia wejściowe też muszą się mieścić w pewnym zakresie (np. z marginesami po 1.5V od zasilania), żeby w.o. działał
    prawidłowo - prąd wyjściowy jest ograniczony (zwykle do 20mA) - za to w.o. jest odporny na zwarcie wyjścia...

    Z trzech wzmacniaczy operacyjnych (są układy scalone, w których są 4, np. LM324, TL084) można zbudować wzmacniacz
    pomiarowy - układ, który ma dwa wejścia, będące wejściami w.o. (więc płynie przez nie bardzo mały prąd - nie jest istotna
    oporność tego, do czego podłączy się wejście w.p.), i jedno wyjście, na którym uzyskamy napięcie (względem masy) równe
    napięciu między wejściami pomnożonymi przez jego wzmocnienie, zależne od oporników użytych we w.p. - nie będzie ono
    - o ile nie spróbujemy pobierać zbyt dużego prądu - zależne od prądu, jaki pobiera układ dołączony do tego wyjścia.

    0
  • #20 31 Sty 2007 08:24
    wiszbon
    Poziom 9  

    uklad avt1009 A okazal sie wlasciwym rozwiazaniem tylko mam rozwiazac to na dwoch wzmacniaczach operacyjnych bo podobno jednym nie uda mi sie wysterowac wzmacniacza mocy na wyjsciu do sterowania obciażeniem. Ma ktos jakas propozycje ukladu?

    0
  • #21 31 Sty 2007 11:46
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A co uzyskujesz z tego avt1009 A i co jest potrzebne (jakie sygnały: napięcia, prądy...)?

    0