Hallo, für eine kleine Messkammer aus Aluminium muss ich eine Temperaturregelung entwickeln, welche sie relativ konstant auf 32°C hält. Habe kaum Erfahrung mit dem Thema also kann gut sein das mein Ansatz komplett falsch ist.. Mein Ansatz wäre über einen Spannungsteiler mit einem Widerstand und dem PT100 an der Messkammer eine Spannung von 1V abfallen zu lassen und bei dem PT100 die Spannung mit einem analogen Eingang eines Mikrocontrollers zu messen und in Temperatur umzurechnen. Ein Heizwiderstand am Aluminium wird von einem Transistor über eine Spannung am analogen Ausgang des uC eingeschalten bis die Temperatur 32° (proportionale Spannung) erreicht und schaltet immer ein sobald die Temperatur darunter fällt. Könnte man das so umsetzten oder ist hier eine andere Herangehensweise vorzuziehen? Danke!
Ngu Y. schrieb: > Könnte man das so umsetzten oder ist hier eine andere Herangehensweise > vorzuziehen? Warum nimmst du nicht einfach ein fertiges Reglermodul? > relativ konstant auf 32°C hält. Wie "relativ"? > Mein Ansatz wäre über einen Spannungsteiler mit einem Widerstand und dem > PT100 an der Messkammer eine Spannung von 1V abfallen zu lassen Kann man machen. > Ein Heizwiderstand am Aluminium wird von einem Transistor über eine > Spannung am analogen Ausgang des uC eingeschalten bis die Temperatur 32° > (proportionale Spannung) erreicht und schaltet immer ein sobald die > Temperatur darunter fällt. Warum analog? Ich würde einen Zweipunktregler nehmen und die Hysterese schön klein machen. Dann ginge das Ganze mit einem einfachen Opamp und einem Treibertransistor.
Schau Dir mal beim blauen "C" den folgenden Artikel an: 194883 - 62 Für eine 2-Punkt Regelung erscheint mir ein µP etwas zu überkandidelt.
Schon mal auf eBay nach z.B. W1209 gesucht?
Ngu Y. schrieb: > Könnte man das so umsetzten So ungefähr. Alleine der Pt100 am Spannungsteiler nutzt nicht den ganzen Messbereich eines Anlaogeingangs, ein OpAmp sazwischen würde die Messung verbessern. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32 uC haben i.A. keine Analogausgänge, sondern nutzen PWM, wie der Arduino. Die kann über einen Transistor verstärkt direkt auf's Heizelement gegeben werden. Aber deine Beschreibung enthält widersprüchliches: Wieso Analogausgang, wenn du doch nur je nach Temperatur ein und ausschalten willst (Zweipunktregelung) ? Wie willst du genau temperieren, wenn du immer volle Kanne heizt so lange die Temperatur drunter liegt, dann bekomst du doch einen Overshoot, und nicht mehr heizt wenn sie drüber liegt, das ergibt dich ein zu spätes einschalten. Wer genau regeln will, verwendet eine PID Regelung. Lohnt sich ein Selbstbau wirklich, wenn es das schon fertig gibt ? https://www.ebay.de/itm/Digital-Pid-Temperature-Controller-Pt100-Thermocouple-Sensor-Pid-Control-One-Key/302912984951
Ngu Y. schrieb: > Könnte man das so umsetzten oder ist hier eine andere Herangehensweise > vorzuziehen? Warum unbedingt mit einem Mikrocontroller? Wie konstant ist relativ Konstant? Entweder würde ich es ähnlich lösen wie Lothar (mit Zweipunktregler) oder aber einen PID-Regler einsetzen. Wenn es zwingend mit Mikrocontroller sein muss empfehle ich den PID nach AVR221 zu implementieren oder aber man implemetiert den PID als float so wie ich (siehe Anhang, an OC0B hängt ein TP, der PID regelt im Beispiel die PWM für OC0B so, dass am Ausgang des Tiefpasses die Spannung konstant gehalten wird, siehe auch: Beitrag "PID-Regler: Wie schnell ist schnell genug?"). Ist zwar etwas langsamer als der PID nach AVR221, dafür aber kann man da lehrbuchmäßig ran gehen und muss sich nicht an die Festkomma-Arithmetik anpassen. Für Temperatur sind beide PIDs mehr als ausreichend. Aber wie schon gesagt, ich würde auch zunächst eine analoge Regelung bevorzugen, mit µC nur wenn der µC zwingend erforderlich ist (zum Beispiel wenn das System über eine Art Remote-Funktion verfügen soll).
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Lothar M. schrieb: > Ngu Y. schrieb: >> Könnte man das so umsetzten oder ist hier eine andere Herangehensweise >> vorzuziehen? > Warum nimmst du nicht einfach ein fertiges Reglermodul? Hab diese Möglichkeit auch in Anbetracht gezogen aber dachte, dass es so einfacher und günstiger geht. Wäre dieses Bauteil hierfür geeignet? https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/tmp01.pdf Lothar M. schrieb: >> relativ konstant auf 32°C hält. > Wie "relativ"? Nicht sehr genau, sprich +-0,5-1°C wäre aureichend. Lothar M. schrieb: >> Ein Heizwiderstand am Aluminium wird von einem Transistor über eine >> Spannung am analogen Ausgang des uC eingeschalten bis die Temperatur 32° >> (proportionale Spannung) erreicht und schaltet immer ein sobald die >> Temperatur darunter fällt. > Warum analog? Ich würde einen Zweipunktregler nehmen und die Hysterese > schön klein machen. Dann ginge das Ganze mit einem einfachen Opamp und > einem Treibertransistor. Alles klar Zweipunktregler ist bestimmt simpler in der Umsetzung. Gibt es hier etwas zu beachten bei der Schaltung des Zweipunktreglers? M. K. schrieb: > Warum unbedingt mit einem Mikrocontroller? Da die Temperaturregelung nur ein Teil eines größeren Projekts ist, hätte ich noch einige analoge Ein- und Ausgänge (eines STEMlab Red Pitaya Board) und eine Labview Oberfläche mit den Eingängen und Ausgängen zur Verfügung und dachte ich kann sie dafür nutzen. der Vorteil dabei wäre auch, dass ich so in der Software sehen würde wenn die Temperatur erreicht worden ist. foobar schrieb: > Schon mal auf eBay nach z.B. W1209 gesucht? Das wäre natürlich am einfachsten. werde diese Möglichkeit im Hinterkopf behalten falls die eigenen Varianten nicht ausreichend funktionieren. Michael B. schrieb: > Alleine der Pt100 am Spannungsteiler nutzt nicht den ganzen Messbereich > eines Anlaogeingangs, ein OpAmp sazwischen würde die Messung verbessern. Alles klar, in welcher Schaltung wäre der OPAmp hier zu wählen? Instrumentationsverstärker? Ich hätte auch noch einen 10kOhm NTC statt dem Pt100, wäre der für diese Aufgabe eventuell besser geeignet? Michael B. schrieb: > uC haben i.A. keine Analogausgänge, sondern nutzen PWM, wie der Arduino. > Die kann über einen Transistor verstärkt direkt auf's Heizelement > gegeben werden. > > Aber deine Beschreibung enthält widersprüchliches: Wieso Analogausgang, > wenn du doch nur je nach Temperatur ein und ausschalten willst > (Zweipunktregelung) ? Das Red Pitaya Board hat laut Angabe Analogausgänge, die Spannungen werden aber wie du gesagt hast auch durch hochfrequentes PWM erzeugt (ist mir beim Messen mit dem Oszi aufgefallen) Hätte überlegt den Transistor für das Heizelement mit dem Analogausgang zu schalten.. Michael B. schrieb: > Wie willst du genau temperieren, wenn du immer volle Kanne heizt so > lange die Temperatur drunter liegt, dann bekomst du doch einen > Overshoot, und nicht mehr heizt wenn sie drüber liegt, das ergibt dich > ein zu spätes einschalten. Ein overshoot von 1°C wäre kein Problem, kann man ungefähr einschätzen wie hoch so ein overshoot bei dieser Konfiguration sein könnte? Als Heizelement hätte ich diese hier: https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/0ed5/0900766b80ed5eb6.pdf Vielen Dank euch allen!
Ngu Y. schrieb: > Ein overshoot von 1°C wäre kein Problem, kann man ungefähr einschätzen > wie hoch so ein overshoot bei dieser Konfiguration sein könnte? Als > Heizelement hätte ich diese hier: Nein, kann man nicht. Denn der Overshoot ist ja in erster Linie durch das System bestimmt, nicht durch das Stellglied. Dein gewähltes Stellglied halte ich dafür auch für eher schlecht, nicht einen Leistungswiderstand brauchst du sondern eher einen Heizstab oder ähnliches. Der Widerstand könnte zwar auch heizen, es wird dann aber eher eine punktförmige Heizquelle. Du willst ja ein Volumen erhitzen, da würde ich was wählen, was die Hitze zumindest auf ein Länge verteilt oder, noch besser, auf eine Fläche. Es gibt da so Heizfolien zum Aufkleben, vielleicht wären die ja was. Ngu Y. schrieb: > Da die Temperaturregelung nur ein Teil eines größeren Projekts ist, > hätte ich noch einige analoge Ein- und Ausgänge (eines STEMlab Red > Pitaya Board) und eine Labview Oberfläche mit den Eingängen und > Ausgängen zur Verfügung und dachte ich kann sie dafür nutzen. der > Vorteil dabei wäre auch, dass ich so in der Software sehen würde wenn > die Temperatur erreicht worden ist. Das spricht auf jeden Fall für eine Mikrocontroller-Lösung und ist daher nachvollziehbar. Wie gesagt, würde hier dann auch eher auf eine PID-geregelte Heizung setzen. Hat dann den Vorteil, dass man bei richtiger Auslegung 1. keinen Overshoot bekommt (bzw. nur einen sehr kleinen) und 2. auch keine bleibende Regelabweichung hat.
Temperaturregelungen haben jeweils ein Problem mit dem Sensor. Es wird nicht die Temperatur des zu regelnden Gutes geregelt, sondern die Temperatur des Sensores. Die zentrale Frage ist, wie kommt die Waerme an den Sensor.
Chlorozote schrieb: > Die zentrale Frage ist, wie kommt die Waerme an > den Sensor. Eingangspost gelesen?
Das Thema kommt mir bekannt vor, insbesondere der teure Dickfilmwiderstand - das hatten wir vor ein paar Wochen doch schon einmal?
Ngu Y. schrieb: > Das Red Pitaya Board hat laut Angabe Analogausgänge, die Spannungen > werden aber wie du gesagt hast auch durch hochfrequentes PWM erzeugt > (ist mir beim Messen mit dem Oszi aufgefallen) Da guck noch mal. Bei 125MSpS und 14 Bit wird das wohl kaum PWM sein können. Oder benutzt du einen der analogen Hilfsausgänge. Da steht explizit dran, dass das PWM mit einem Basistakt von 250MHz ist. https://redpitaya.readthedocs.io/en/latest/developerGuide/125-14/fastIO.html#analog-output https://www.galagomarket.com/datasheet/redpitaya_hardware%20specifications.pdf > Hätte überlegt den Transistor für das Heizelement mit dem Analogausgang > zu schalten.. "Schalten" und "Analogausgang" passt irgendwie nicht zusammen oder ist Perlen vor die Säue geworfen.
M. K. schrieb: > Ngu Y. schrieb: >> Da die Temperaturregelung nur ein Teil eines größeren Projekts ist, >> hätte ich noch einige analoge Ein- und Ausgänge (eines STEMlab Red >> Pitaya Board) und eine Labview Oberfläche mit den Eingängen und >> Ausgängen zur Verfügung und dachte ich kann sie dafür nutzen. der >> Vorteil dabei wäre auch, dass ich so in der Software sehen würde wenn >> die Temperatur erreicht worden ist. > > Das spricht auf jeden Fall für eine Mikrocontroller-Lösung und ist daher > nachvollziehbar. Wie gesagt, würde hier dann auch eher auf eine > PID-geregelte Heizung setzen. Hat dann den Vorteil, dass man bei > richtiger Auslegung 1. keinen Overshoot bekommt (bzw. nur einen sehr > kleinen) und 2. auch keine bleibende Regelabweichung hat. Alles klar, werde es dann so versuchen. Der Widerstand als Heizung sollte reichen, da ich ihn momentan mit dem Netzteil betreibe und das Ergebnis ausreichend ist. Werde es aber bei anderen Aufgaben auf jeden Fall bedenken. Wolfgang schrieb: > Ngu Y. schrieb: >> Das Red Pitaya Board hat laut Angabe Analogausgänge, die Spannungen >> werden aber wie du gesagt hast auch durch hochfrequentes PWM erzeugt >> (ist mir beim Messen mit dem Oszi aufgefallen) > > Da guck noch mal. Bei 125MSpS und 14 Bit wird das wohl kaum PWM sein > können. > Oder benutzt du einen der analogen Hilfsausgänge. Da steht explizit > dran, dass das PWM mit einem Basistakt von 250MHz ist. > https://redpitaya.readthedocs.io/en/latest/developerGuide/125-14/fastIO.html#analog-output > https://www.galagomarket.com/datasheet/redpitaya_hardware%20specifications.pdf > >> Hätte überlegt den Transistor für das Heizelement mit dem Analogausgang >> zu schalten.. > "Schalten" und "Analogausgang" passt irgendwie nicht zusammen oder ist > Perlen vor die Säue geworfen. Ach ja stimmt, habe auch die analogen Hilfsausgänge gemeint. Mein Ansatz wäre es den Spannungswert des NTC einzulesen mittels Labview, dort den PID-Regler laufen zu lassen, der dann einen analogen Ausgang auf >0,7 setzt und so einen Transistor schaltet der die Versorgungsspannung (ca. 3V) für das Heizelement aktiviert.. Mach das zum ersten Mal, wenn das Blödsinn ist bitte keine Rücksicht. Eine Frage noch: welchen Widerstand soll ich optimalerweise als R1 bei dem Spannungsteiler für den 10k @25° NTC verwenden?
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Rex-c 100 direkt auch China wenn es günstig und einfach sein soll. Walta
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