Projekt termoregulator

[szirkos]

Witam postanowiłem zrobić termoregulator tak aby spełniał moje założenia odnośnie temperatury w akwarium.
Wstępne założenia projektowe są takie:
- projekt oparty o mikrokontroler AVR najprawdopodobniej ATMega8515 (taki akurat mam do wykorzystania)
- układ RTC - aktualny czas - rozróżnianie pory dnia i nocy
- czujnik (czujniki temperatury) DS18B20 zapeniające 12 bitową rozdzielczość (spokojnie da się do 0,1 stC) i dokładność pomiaru na poziomie 0,5 stC
- funkcje - grzanie chłodzenie (grzanie to wiadomo , chłodzenie układ 3 wentylatorów o wydajności regulowanej generatorem PWM)

Termoregulator u mnie ma służyś w akwarium morskim.
Przewiduje następujące temperatury przy których układ będzie reagował:
(zaczynając od najwyższej temperatury)
- Tmax - tempaeratura alarmu dźwiękowego np 29stC
- Tled - tempearatura alarmu swietlnego (mrugająca dioda) np 27 stC
- Twentmax - temperatura przy której wentylatory pracuja z maksymalną mocą
- ......PWM - obszar między temperaturą TWentmax a T0 gdzie praca wentylatorów jest regulowana PWM np 26 - 25 stC
- T0 temperatura ustawiona np 25 st C
- THeat - tempearatura przy której włączają się grzałki np 24 st C
- Tledmin - temperatura alarmu LED dla niskiej temperatury
- Tmin - temperatura alarmu dźwiękowego dla zbyt niskiej temperatury np 22 st C

I teraz moje pytanie. Czy Waszym zdaniem jeszcze jakaś funkcja by się przydała?
Na tym etapie łatwo to dodać. Dla mnie spełnia to moje oczekiwania, ale moze jest coś na co warto zwrócić uwagę.

Wiem, że takie rozwiązania już są dotępne w komputerach akwarysycznych, że może są nawet tańsz mniejsze ładniejsze ale nie o to chodzi. Chodzi o przyjemność zrobienia czegoś samemu i radość kiedy będzie służyło.
Przewiduje ręczne wykonanie płytek metodą termotransferową.

Obecnie mam juz zrobione wentylatorki którymi steruje ręcznie, przetestowany ukłąd RTC, funkcje pomiaru temperatury, w zasadzie znaleść trochę czasu i poskładać to do kupy a z czasem krucho.

W najbliższym czasie będę dobierał częstotliwość pracy generatora PWM tak aby dla zastosowanych wentylatorów zapewniał płynną regulację.
Zdziwiłem się bo zastosowany regulator PWM o f = 250 i 500HZ wywoływał efekty dźwiękowe w postaci piszczenia i bardzo ograniczony zakres regulacji w pobliżu obrotów maksymalnych. Zgłębiłem jednak temat na forach elektronicznych i powinno się udać.
Jęsli będzie zainteresowanie mogę zdawać relacje z kolejnych działań.

Pozdrawiam

[alarmowiec]

Aktualnie mam na ukończeniu (została kosmetyka i na razie u mnie testuję cztery egzemplarze ) .Jest to Ph kontroler oraz regulator temperatury z funkcją sterowania zaworu CO2 , grzałek i wentylatorów . Regulacja dwustanowa . Alarmy stanów maksymalnych i minimalnych Ph i temperatury

[szirkos]

Jak do tej pory bardzo sceptycznie podchodziłem do sprawy chłodzenia przy pomocy wentylatorów. Wydawało mi się że jeśli ileś tam watów mocy rozprasza sie w wodzie w postaci ciepła to wentylatorek o znikomo małej mocy cudów nie zdziała. Jak się jednak okazało spokojnie mogę ściągnąć dwa trzy stopnie przy pomocy wentylatorów i utzrymać temperaturę na założonym poziomie 25 st C. Jedynie co to trzeba będzie pomyśleć o automatycznej dolewce bo woda odparowuje w zabójczym tempie

@Mystik fototranzystora nie brałem pod uwage ale pomysł dobry ...pomyśle. Pomysł z RTC wyszedł z tego ze projekt ma być ogólnie rozwojowy i byćmoże przekształci się w coś wiecej. Dodatkow RTC to była dla mnie nowość, wcześniej nigdzie nie stosowałem i przy okazji wykorzystałem, że poznam coś nowego.

@alarm pierwotnie u mnie też miało być 2 stanowe sterowanie. Wybór padł na PWM ze względu na chęć ograniczenia hałasu wentylatorów. Można zakładać, że latem bezie sytuacja, w której będą się one włączać np. w nocy i wtedy wolałbym zeby kręciły się zgodnie z potrzebami a nie na full

[alarmowiec]

Zimą tam gdzie mam wentylatory to i tak chodzą na full a latem jest klima .

[Skokowski Roman]

A ja tak trochę na zasadzie kija w mrowisko.
Rozumiem, że chodzi o dwa parametry:
-temperatura wody minimalna
-temperatura wody maksymalna

Temperaturę minimalną powina zapewniać grzałka z
remoregulatorem. Za niska temperatura- grzałka się włącza,
po przekroczeniu temp ustawionej wyłącza się.
Tu istotną rolę pełni właściwy dobór grzałki.

Jesli natomiast z jakiś powodów temp wody wzrośnie
( temp pomieszczenia, ciepło od oświetlenia itp)
powinien włączyć się wentylator.
Potrzebny termoregulator włączający wentylator, czy wentylatory
po przekroczeniu określonej temperatury. Jeśli temperatura
spadnie, wyłącza się. Po co regulacja wydajności wentylatora ?
I tyle i aż tyle.

[Skokowski Roman]

A nie lepiej kupić wentylator z "wyższej półki" - cichy i bezszelestny ?
Jak znam się na wentylatorach to każda zmiana obrotów, inna niż optymalna,
zmniejsza dosyć mocno wydajność wentylacji. Chyba, że ktoś chce się bawić
w zmianę pochylenia kąta śmigła ( helikopter, itp) w funkcji obrotów.

[alarmowiec]

Tylko to musi mieć jakieś sprzężenie zwrotne żeby zapewnić choć regulację proporcjonalną (prędkość zależna od różnicy temperatur ) . Każde akwarium to inny układ i wymaga dobrania

[szirkos]

Witam,

W zasadzie odpowiedź na pytanie dlaczego wentylatory o regulowanej prędkości została już wytłumaczona, ja może jeszcze dodam coś takiego. Moim założeniem jest utrzymanie jak najbardziej stabilnej temperatury.
Przy regulacji dwustanowej byłoby to tak, ze na przykłąd temperatura ustawiona 25 st C temperatura przy której włączają się wntylatory 26st C Oczywiście można zmniejszyć ten zakres ale wtedy mielibyśmy sytuację ze wentylatory co chwila by się włączały i wyłączały na full.
Tak jak pisałem jest to akwarium morskie i chciałbym utrzymać tą temperaturę jaknajbardziej stabilnie w okolicy 25 stopni. Oczywiście zmiana o jeden stopień nie przynosi jakiś negatywnych zmian, ale takie mam założenie ze chce stabilniej.
Kombinuje sobie tak. Mam 3 wentylatory 12V o średnicy 90 mm na łożyskach slizgowych. Dlaczego takie. Głównie dlatego ze torchę obawiałem sie wpływu "atmosfery" morskiej na łożyska, podrugie wcale nie pracują głośniej niż łożyskowe no i są dwukrotnie tańsze.
Moje testy wykazały, że wentylatory zasilane napięciem 9V spokojnie dają rade ściągnąć mi temperature z 26 na 25 stopni.
Plan więc jest taki:
25,0 temperatura oczekiwana
25,1 odpala jeden wentylator na 30% napiecia zasilania, jeśli temepeartura nie spadnie lub sie podniesie to odpala drugi wentylator też na 30%
25,2 odapla drugi na 30%
25,3 odpala trzeci na 30%
25,4 wszystkie na 40%
i tak dalej aż do 26,0 gdzie wszystkie idą na 100%

Ponieważ wentylatory pracujące na 100% spokojnie ściągają tą temperature to gdzieś po drodze uzyskam stan, w którym przy niższych obrotach a co za tym idzie hłasie utrzymam stabilną temperature na poziomie 25,0 st celsjusza.

W całym tym interesie chodzi też o zabawe. Troche robótek recznych trochę programowania. Zabawę która mnie czegoś nauczy. Zrobię ten regulator sprawdzę potestuję. Jak coś mi się nie będzie podobać to zrobię nowy lepszy lub zmienię program. Czyż nie tak następuje postęp?

@Mystik - regulator PID i Fuzzy Logic...hmm musiałbym zgłębić temat choć na tą chwilę mam wrażenie ze to troche jak strzelanie z armaty do wróbla choć mogę się mylić i tak pewnie jest.
Wolałbym przesiąść się z AVR na procesory ARM, ale robie już jakieś powolne kroczki w tą stronę
@Alarm czegoś nie rozumiem jeśłi latem masz klime i nie musisz stosować wentylatorów a zimą musisz to dlaczego zimą nie skręcisz kaloryferów aby mieć w pomieszczeniu taką temperaturę jak latem i też nie stosować. Na jedno wychodzi.

[alarmowiec]

(29-02-2012 22:20 )Mystik napisał(a):  Z tą Twoją tabelą jesteś już bardzo blisko fuzzy logic

Dzielisz to na wyjścia ze wzgledu na obciążalność bo jeśłi nie to robiłbym to na jednym wyjściu prostszy program .
Właśnie to co opisałes to takie programowe całkowanie czyli juz pierwszą część PID prawie masz . A tak wracając jak się chcesz tak bawić to w dzisiejszych czsach robi się PID programowo więc myszke w łapę i co tam masz albo Studio albo Bascoma i do roboty

[Siskin-Czyżyk]

Jeśli można to zamieszczę link http://www.discusforum.pl/jak-robilem-ak...vt1389.htm
W tamtym temacie jest kilka ciekawych projektów (w pod linkach).
Dodaje jako ciekawostkę.

[szirkos]

Pojade na Bascomie chociaż kod wynikowy jest chyba wiekszy niż z C. Mam nadzieje, że upcham to wszystko do 8k flesha.
Przebieg PWM chciałem jeden tylko oddzielne załączanie wentylatorów. Tak więc nie bedzie sytuacji, że jeden pracuje na 30%, a drugi np. na 50%. Jak już to wszystkie równo sterowane tym samym przebiegiem.

[Skokowski Roman]

Polecam stronkę naszego kolegi Łukasza Kaczmarka o solniczce.
http://www.demo.un.pl/solniczka/

[szirkos]

Wentylatorki już gotowe czekają na sterownik
Mały raport z pola walki:
ramka montazowa: http://www.szirkos.user.icpnet.pl/termo1.jpg
wentylatorki na akwarium: http://www.szirkos.user.icpnet.pl/termo2.jpg
pole walki: http://www.szirkos.user.icpnet.pl/termo3.jpg

Sterowanie PWM okazało sie bardziej kłopotliwe niż pierwotnie wyglądało. Zastosowane przeze mnie wentylatorki nie bardzo chciały dać się wysterować samym przebiegiem przez tranzystor. Zmiana częstotliwośći nie wiele zmieniała. Pracowały jedynie przy wypełnienieu bliskim 100% i układ nie zapewniał płynnej regulacji.
Po wielu próbach udało się jednak dobrać filtr RC i teraz wygląda to już lepiej. Płynna regulacja w pełnym zakresie

cdn.

[alarmowiec]

Jako że są to silniki DC to nic dziwnego że na AC nie chodziły . Zamiast RC zastosuj diodę Schottky i C .
Chyba zrobiłeś to na jednym wspólnym układzie . Ile to ci prądu bierze i przy jakim wypelnieniu chodzą ciszej.

[szirkos]

Hmm..takie nie do końca AC bo nie zmieniam biegunowości. Obecnie chodzą cicho i płynnie w pełnym zakresie wypełnienia, praktycznie od stanu w jakim w ogóle chcą ruszyć tj. ok 3V - 12 V Prądu nie mierzyłem, ale znamionowo mają po 2 W na sztuke czyli razem 6W czyli koło 0,5A. Lecą na MOSFECIE, nawet się ciepły nie robi. Jeden wspólny dla wszystkich trzech wentylatorów. Dodatkowo wentylatory będą załączane ustawieniem oddzielnego pinu dla każdego wentylatora.
DIodę + C muszę przetestować. Dobrych rad warto słuchać. W tygodniu odwiedzę zagłębie elektroniczne i będą dalsze testy.