Karstās plāksnes automātiskās vadības sistēma (HPACS): 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šī projekta mērķis ir sniegt vienkāršu intuitīvu veidu, kā saprast, kā veikt automātisko PID regulēšanu, izmantojot sildītāju. Tas, ko es esmu izveidojis, ir balstīts uz Åström-Hägglund metodi, lai iegūtu parametrus, izmantojot sprādziena kontroli, lai atklātu sistēmas īpašības, un pēc tam izvēlējās parametrus, pamatojoties uz šīm zināšanām. Tam nav nekā noslēpumaina, un informāciju var atrast šeit: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… Un par parametru izvēli varat mazliet izlasīt šeit: https://en.wikipedia.org/ wiki/PID_controller#Cilpa…

Lai padarītu to jauku, lietotāja ievadīšanai un dažādu mainīgo parādīšanai reāllaikā tiek pievienota Nextion 3.2 HMI saskarne. BET es arī izveidoju bibliotēkas sērijveida termināļa versiju, kas padara projektu lētāku!

Patiesais fona stāsts ir tāds, ka daļēji es apsolīju tētim veikt temperatūras kontroli bišu kausēšanas vaskam, daļēji es vēlējos atsvaidzināt savu pamata kontroles teoriju un visbeidzot es gribēju izpētīt PID kontrolieru automātisko regulēšanu. No otras puses, man izdevās to izmantot arī Sous Vide, lai testēšanas laikā pagatavotu jaukus steikus un Bearnaise mērci!

BRĪDINĀJUMS

Es šeit strādāju ar 230 V spriegumu, kas ir bīstami, ja nezināt, ko darāt! Es esmu elektriķis un elektronikas inženieris, tāpēc man ir zināma pieredze šeit, taču NEDRĪKST strādāt ar 230 V, ja jums tas nav ērti un ļoti uzmanieties, lai nepieskartos dzīvajiem vadiem! Sargieties arī no lētajiem SS relejiem attiecībā uz iespējamo ugunsbīstamību, jo to ir redzējuši daži cilvēki (nevis es).

Piegādes

• Lēta WASCO karstā plāksne (varētu būt labāka, piemēram, Ikea indukcijas plāksne)
• Lēts SS relejs
• Dalasas viena stieples temperatūras sensors
• Arduino Mega
• (Neobligāti) Nextion 3.2 collu HMI saskarne/displejs
• 5 V barošanas avots Arduino

1. solis: montāža

Es izveidoju tikai korpusu projekta HMI versijai, jo es to izmantoju. Tātad, es izveidoju korpusu releja, HMI un Arduino uzstādīšanai. Es arī izveidoju skavu temperatūras sensoram tikai tāpēc, ka es varētu…

2. darbība: kodēšana

Viss HMI un Arduino kods ir pieejams manā projekta Git repo.

Es daudz komentēju kodā, lai mēģinātu padarīt to vieglāk lasāmu un saprotamu. Bet būtībā es uzstādīju patiešām lēnu PWM sildvirsmai un taimera pārtraukumu valsts mašīnai/vadībai, un tas tiešām tā ir.

Tad, protams, ir regulēšanas rutīna un pati vadība + HMI vai seriālais interfeiss …

Es daru kaut ko, kas man nav liels šī koda ventilators, un tas ir izmantot sērijveida drukāšanu taimera pārtraukumā. Sērijveida drukāšana prasa daudz laika, un no tā patiešām vajadzētu izvairīties, pārtraucot taimeri …

Noskaņošana darbojas šādi:

1. Iestatiet PWM darba ciklu uz 40%
2. Pagaidiet, līdz tiek sasniegta iestatītā temperatūra
3. Iestatiet PWM darba ciklu uz 0%
4. Pagaidiet, līdz temperatūra ir zem iestatītās vērtības
5. Atkārtojiet 1.-4. Darbību, līdz piem. Ir redzami 3 periodi ar gandrīz vienādu laiku un amplitūdu
6. Aprēķiniet parametrus PID, pamatojoties uz iepriekš minēto

Diezgan vienkārši;)

3. darbība: pārbaude

Tagad, kad kodēšana ir pabeigta, ir jāpārbauda laiks. Iepriekšējā sadaļā es grafiski parādīju noregulējumu no testa - tāpēc par to vairs nav daudz ko teikt. Bet šeit ir parādīti pāris testi, izmantojot iegūtos parametrus.