Question:
Construire un bain-marie à température contrôlée
Tarscher
2011-02-01 16:54:57 UTC
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Je souhaite construire un chauffe-eau précis (± 2 ° C) ( sous vide ) qui chauffe l'eau entre 30 et 100 ° C en fonction de l'entrée de l'utilisateur.

Bien que je possède une formation en ingénierie, je n'ai aucune expérience avec les contrôleurs de bâtiment et je n'ai aucune idée de la façon de commencer. Je ne veux pas dépenser trop d'argent sur le projet (< 100 €) donc l'argent est un problème. La bonne chose est que j'ai déjà un thyristor de puissance.

Ce dont j'ai (probablement) besoin:

  • Capteur de température PT100
  • Périphérique d'entrée à définir température de l'eau (numérique?)
  • Contrôleur (PID?)
  • Résistance pour chauffer l'eau (peut être prise sur un ancien cuiseur à eau je suppose)

Ma question est de savoir comment établir au mieux le lien entre le capteur et l'élément chauffant. J'ai bien sûr besoin de construire / programmer un circuit qui fait cela, mais dois-je faire un circuit analogique ou numérique?

J'ai un thyristor mais est-ce vraiment nécessaire ou une régulation marche / arrêt devrait-elle également fonctionner? N'oubliez pas que je devrais aussi pouvoir définir la température de l'eau.

Toute aide est grandement appréciée (liens utiles également).

Voici une belle implémentation sous vide qui peut vous donner quelques idées. http://www.flashingleds.net/sousvader/sousvader.html
Sept réponses:
#1
+6
BG100
2011-02-01 19:51:01 UTC
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Vous pouvez le construire avec un circuit comparateur d'ampli opérationnel très simple:

schematic

Cela utilise une thermistance comme capteur de température et un potentiomètre comme réglage du thermostat . Il vous suffit ensuite de brancher votre appareil de chauffage aux contacts de commutation du relais.

Il vous suffira de calibrer votre pot en testant la température de l'eau avec un thermomètre dans différentes positions du pot.

Les pièces ne devraient pas coûter plus de 11 € / 10 £ / 18 $. Vous pouvez l'alimenter avec un adaptateur secteur (il peut être judicieux d'ajouter également un condensateur de 470 uF à l'alimentation. Vous pouvez ensuite utiliser le reste de votre budget pour le chauffage.

Vous voudrez une certaine hystérésis sur ce comparateur ou votre relais bavardera au point de consigne. C'est cependant une excellente solution. C'est bon marché, c'est efficace et ça marche.
Merci d'avoir répondu. Comment pourrais-je concevoir cette hystérésis (elle devrait être supérieure à 2 C)?
Je pense que vous devrez y ajouter un déclencheur schmitt, qui définira essentiellement le seuil «on» plus bas que le seuil «off».
Je suis à peu près sûr que le moyen de le faire est d'ajouter une résistance entre la sortie de l'ampli opérationnel et l'entrée non inverseuse. Je ne suis pas sûr de la valeur de la résistance cependant, il pourrait être une bonne idée d'utiliser une résistance variable ici afin que vous puissiez ajuster la différence entre les seuils d'activation et de désactivation.
#2
+6
mike
2011-02-08 00:51:13 UTC
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Je viens de créer une configuration sous-vide avec un PID commercial. À l'origine, j'avais prévu d'utiliser une mijoteuse / mijoteuse, mais j'ai pu acheter une friteuse à dinde à l'intérieur via une vente après les vacances.

Ma configuration & coûte:

  1. Contrôleur de température PID JLD612 (33,50 $)
  2. Thermocouple PT-100 0,1 degré (19,00 $)
  3. 40A solide State Relay (16,50 $)
  4. Friteuse à dinde d'intérieur (25,00 $)

Le JLD612 est à peu près autonome et dispose d'affichages pour les températures cibles actuelles d'& . Il dispose également d'une fonction de réglage automatique qui configure les paramètres PID pour votre configuration particulière. Un inconvénient est que son fonctionnement est un peu une boîte noire - vous ne savez pas vraiment ce qui se passe à l'intérieur. Sur ma liste de choses à faire est de construire une combinaison PID / enregistreur de données sur la plate-forme Arduino.

Pour info, Make Magazine vient d'avoir un projet Sous Vide Immersion Cooker utilisant un Contrôleur PID.

très utile. Je vais l'examiner
#3
+3
lyndon
2011-02-01 22:41:39 UTC
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La solution de BG100 fonctionnera comme un régulateur de température, mais je ne pense pas qu'elle maintiendra la température à ± 2 C à moins que le volume d'eau que vous chauffez soit assez petit. L'eau a une grande capacité thermique et se réchauffe et se refroidit lentement, elle dépassera probablement la température réglée.

Construisez-vous une cuisinière sous vide? Si tel est le cas, un moyen plus simple de le faire, en particulier avec ce budget, est de rechercher un régulateur de température PID sur l'un des sites excédentaires comme All Electronics, surplusdirect, etc.

Si vous souhaitez le construire vous-même, vous pouvez le faire beaucoup moins cher.

Par où commencer? Eh bien, faites d'abord une petite recherche sur les boucles de contrôle proportionnelles. C'est simple: lisez la température actuelle, soustrayez votre température de consigne et utilisez la différence pour contrôler la sortie. Dans ce cas, le contrôle de sortie peut être la durée pendant laquelle vous allumez votre thyristor (cycle de service).

Cela peut être accompli avec un Arduino ou un Teensy (je préfère simplement câbler des AVR bruts car c'est facile et ils sont beaucoup moins chers) et un capteur analogique comme le LM35 facile à utiliser mentionné précédemment, ou un capteur numérique comme un MAX6675. Vous pouvez régler la température souhaitée avec un encodeur rotatif et utiliser un écran LCD pour le retour. Encore plus facile est d'utiliser une entrée analogique pour lire un potentiomètre qui a un cadran derrière lui.

La commande proportionnelle se traduira par un décalage par rapport au point de consigne. S'il est assez petit, vous pouvez l'ignorer, ou s'il est constant, vous pouvez alors calibrer le "cadran" de point de consigne pour permettre le décalage. Sinon, vous pouvez ajouter un terme intégral à votre contrôleur. Je vais m'arrêter ici car il existe de nombreuses références en ligne qui peuvent expliquer la théorie de base du contrôle mieux que je ne le peux probablement. Mais j'espère que vous en comprenez l'essentiel.

Ce que vous essayez de faire n'est pas trop difficile et constitue un petit projet amusant et une excellente expérience d'apprentissage.

#4
+2
Johan
2011-02-05 04:39:55 UTC
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Que diriez-vous de ce plan?

  1. Tuez un chauffe-eau et utilisez l'élément chauffant, cela peut alors être PWM: ed d'un mcu avec un relais au milieu. (Vous devrez peut-être réfléchir à la taille de la fenêtre pwm dont votre système a besoin.)
  2. Capteur de température, il y a beaucoup de choix. Mais tout ce que votre mcu peut utiliser ferait très bien l'affaire.
  3. Un mcu avec un potentiomètre et un petit écran pour afficher la température actuelle.

Quel mcu choisir est à vous et ce forum a beaucoup de conseils sur ce sujet. (Peut-être un AVR ou un PIC?)

Ensuite, pour programmer le mcu, vous pouvez lire un bon article sur le sujet, PID sans PhD.

Ensuite, vous ajustez les paramètres pid et décidez si vous avez besoin d'un processus rapide ou de chauffage.

Bonne chance.

#5
+1
russ_hensel
2011-02-01 19:30:24 UTC
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J'utiliserais un arduino comme contrôleur, c'est probablement le plus simple pour un débutant. Un LM35 peut convenir dans un environnement humide jusqu'à 100 C, mais vous pouvez également envisager une résistance ou une thermistance dépendant de la température. Pour contrôler l'alimentation, un relais peut être un bon choix (les vieux fours à micro-ondes peuvent vous fournir ces éléments et des pièces pour une alimentation électrique) Les chauffe-tasses à café sont une très bonne source de radiateurs bien étanches à l'eau ou si vous pouvez utiliser tout l'appareil une bouilloire électrique, une marmite ou similaire peuvent servir. Vous voulez garder la haute tension à l'écart de la basse tension, en partie pour votre propre sécurité. Si vous utilisez des semi-conducteurs, envisagez un isolateur optique à cet effet.

convenu sur arduino et lm35, tapait simplement essentiellement la même réponse. ,
Un avantage de cet itinéraire est que vous pouvez le configurer pour afficher la température sur un port série et, pendant le développement, connecter un PC pour prendre des données que vous pouvez tracer pour évaluer ses performances.
#6
  0
Martin
2013-05-20 07:31:12 UTC
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Je l'ai fait de A à Z pour un système de chauffage de l'eau pour mon chenil. J'ai libéré un élément chauffant de bouilloire de 2,4KW et construit une chaudière en laiton autour. J'ai un thermocouple de type K pour mesurer la température de l'eau et une pompe qui la fait circuler vers les tubes chauffants sous le sol.

La configuration est assez simple. Le contrôleur PID a une sortie linéaire 4-20 mA que j'utilise pour contrôler un Vactrol (LDR entraîné par une LED) qui à son tour est utilisé pour réguler l'angle d'allumage d'un circuit Triac, qui entraîne finalement l'élément chauffant. La plage de tir qu'il me donne peut être réglée entre 36VAC et 230VAC en fonction de l'erreur de processus / point de consigne. Alternativement, vous pouvez conduire l'élément chauffant avec la pleine capacité de 2,4KW mais via un relais statique contrôlé par le PID. De cette façon, vous pourriez éliminer les aspects de contrôle linéaire tout en conservant une régulation raisonnable.

Les pièces les plus chères de cet exercice étaient les feuilles de laiton de 1,6 mm qui mesuraient 15 cm x 15 cm. J'en ai utilisé 4 pour construire la chaudière. Les 4 feuilles m'ont coûté 44 $ AUD et le contrôleur était 36 ​​$ USD sur Ebay. Les autres pièces diverses provenaient de Jaycar et des magasins de plomberie. La pompe était de 12 USD sur Ebay. Hormis un peu de menuiserie, de soudure et de brasage, l'ensemble de l'installation coûte environ 100 AUD à construire.

Le lien youtube pour cette configuration est:

http: // www .youtube.com / watch? v = OA4jU_R9bFY

#7
  0
flodis
2016-03-17 14:35:28 UTC
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À propos de l'application de l'hystérésis dans le cas de l'OP-AMP, vous pouvez ajouter une résistance de rétroaction de la sortie OP-amp à l'entrée (+).

enter image description here

Augmentez les 47k pour moins de retour d'hystérésis.

Le circuit d'origine bénéficie d'une meilleure utilisation du potentiomètre 10K. Si au contraire connecté en parallèle avec une résistance similaire à celle du PT100 à sa résistance de fonctionnement la plus élevée, la granularité et la plage utile du potentiomètre sont considérablement étendues. Un autre 10K a également été ajouté en série.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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