roboforum.ru

Всех с наступившим!

Новогодние каникулы предоставляют немного времени поковыряться с ардуинкой, а в голове давно зреет проектик домашнего термостата для "сувида", который, по сути, ничем особо примечательным не отличается - нужно-то всего "кипятильник" небольшой мощности, термодатчик, да "мешалку" на каком-то подходящем моторчике. Целевая задача - поддерживать необходимую температуру с точностью +- 1 (лучше .5) градуса С, на заданном промежутке времени (от нескольких минут до нескольких часов). Идеально - иметь режим быстрого выхода на нужную температуру. С учетом того, что емкость с водой будет достаточно инерционным объектом (емкость литров 5-10, а для меньшего потребления и большей стабильности ее желательно будет накрыть крышкой и теплоизолировать), требования к скорости управления очень скромные. Вначале, вообще, думал обойтись исполнительной цепью на простом реле, но потом решил, что оно будет постоянно щелкать, да может залипнуть - все-таки ТЭН какая-никакая, а нагрузка. Поэтому стал копать в сторону различных ШИМ-регуляторов, но понял, что они для моей задачи несколько избыточны - ведь для ТЭНа нет смысла регулировать "внутри" полупериода питающего напряжения, гораздо "экономичнее" регулировать само наличие этих полу- (или полных) периодов. Т.е. идея такая - для уменьшения всяких паразитных напряжений, включение и выключение нагрузки делаем в начале (или конце) периода, когда питающее напряжение равно нулю. Само регулирование выполняем "пропуском" нужного количества периодов. Т.е. максимальная мощность - "открыт" каждый период, минимальная (нулевая) - закрыт каждый, промежуточные значения получаем пропуская N периодов перед открытием на P периодов. Теперь вопрос - как это реализовать, минимизируя стоимость элементной базы и обеспечивая максимальную надежность. В голову приходит схема управления на семисторе с оптоэлектронной развязкой и таким-же датчиком начала отсчета. Навскидку именно подобного решения тут не нашел, но может просто невнимательно искал. Может кто ткнет носом?

Ну или у кого есть мысли насчет правильной реализации такой исполнительной цепи, подскажите куда лучше копать?

Смысл включения нагрузки в "нуле" - уменьшение помех (ТЭН - нагрузка индуктивная). Есть оптосимисторы с переключением в нуле (zero-cross). Срабатывают от сигнала на оптроне + ждут перехода через ноль. В сети у нас 50 Гц, то есть за секунду проходит 100 полуволн. И процентов тоже 100 - удобно. ПИД (или другой) регулятор вычисляет мощность, выдаваемую на объект управления, в процентах (раза в секунду обычно достаточно). Ну а вы уже разделяете сколько полуволн включать/выключать. 1% - тут все по честному. 2% - 1 к 49, 25% - 1 к 3, 50% - 1 к 1. То есть ШИМ получается переменной частоты, ТЭН - нагрузка инерционная, проинтегрирует. Этот способ имеет официальное название, точно не помню, что-то вроде "фазо-импульсное". Некоторые фирмы делают готовые модули даже, но это не ваш случай. Кстати, эти оптосимисторы маломощные обычно, но к ним легко приделывается внешний мощный симистор, так что подключить ТЭН проблем не будет.