Automatski kontrolni sistem za vruću ploču (HPACS): 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovaj projekt ima za cilj pružiti jednostavan intuitivan način razumijevanja kako napraviti automatsko PID podešavanje pomoću grijača. Ono što sam napravio zasnovano je na Åström – Hägglundovoj metodi za izvođenje parametara korištenjem bang-bang kontrole za otkrivanje karakteristika sistema i podsljedno odabranih parametara na osnovu ovog znanja. U tome nema ništa tajno, a informacije se mogu pronaći ovdje: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… A za odabir parametara možete pročitati malo ovdje: https://en.wikipedia.org/ wiki/PID_controller#Loop…

Da bi bilo lijepo, dodano je Nextion 3.2 HMI sučelje za korisnički unos i prikaz različitih varijabli u stvarnom vremenu. ALI Napravio sam i verziju biblioteke serijskog terminala što projekt čini jeftinijim!

Prava pozadinska priča je da sam djelimično obećao svom ocu da će izvršiti kontrolu temperature za topljenje pčelinjeg voska, dijelom sam želio osvježiti svoju osnovnu teoriju kontrole i na kraju sam htio pogledati automatsko podešavanje PID regulatora. Sa strane sam ga uspio upotrijebiti i za Sous Vide za pravljenje odreska i Bearnaise umaka u sklopu testiranja!

UPOZORENJE

Ovdje radim s 230 V što je opasno ako ne znate što radite! Ja sam električar i inženjer elektronike pa imam iskustva ovdje - ali NEMOJTE raditi s 230 V ako vam nije ugodno i pazite da ne dodirnete žice pod naponom! Također, čuvajte se jeftinih SS releja s obzirom na moguću opasnost od požara jer su to vidjeli neki ljudi (mada ne ja).

Supplies

• Jeftina WASCO ploča za kuhanje (mogla bi biti bolja - npr. Ikeina indukcijska ploča)
• Jeftin SS-relej
• Dallas jednožilni senzor temperature
• Arduino Mega
• (Opciono) Nextion 3.2 "HMI interfejs/ekran
• 5V napajanje za Arduino

Korak 1: Montaža

Napravio sam samo kućište za HMI verziju projekta jer sam to na kraju i koristio. Dakle, napravio sam kućište za postavljanje releja, HMI i Arduino. Napravio sam i stezaljku za senzor temperature samo zato što sam mogao …

Korak 2: Kodiranje

Sav kod za HMI i Arduino dostupan je u mom Git repo -u za projekt.

Mnogo sam komentirao kod kako bih pokušao olakšati čitanje i razumijevanje. Ali u suštini sam postavio jako spor PWM za vruću ploču i prekid timera za mašinu stanja/kontrolu i to je zaista to.

Zatim naravno postoji rutina ugađanja i sama kontrola + HMI ili serijsko sučelje …

Radim nešto što u ovom kodu nisam veliki obožavatelj, a to je korištenje serijskog ispisa u vremenskom prekidu. Serijsko ispisivanje oduzima puno vremena i zaista ga treba izbjegavati u vremenskom prekidu …

Podešavanje funkcionira na sljedeći način:

1. Podesite radni ciklus PWM -a na 40%
2. Sačekajte dok se ne dostigne zadata temperatura
3. Podesite radni ciklus PWM -a na 0%
4. Pričekajte dok temperatura ne padne ispod zadane vrijednosti
5. Ponavljajte korake 1-4 sve dok npr. Vide se 3 perioda sa skoro istim vremenom i amplitudom
6. Izračunajte parametre za PID na osnovu gore navedenog

Prilično jednostavno;)

Korak 3: Testiranje

Sada kada je kodiranje završeno, vrijeme je za testiranje. U prethodnom odjeljku prikazao sam podešavanje grafički iz testa - pa za to nema mnogo toga za reći. Ali ovdje je prikazano nekoliko testova koji koriste dobivene parametre.