Nybörjarfrågor om microprocessor med thermocouple

[Hedning]

Om du vill göra en "reality check" kan du kika på manualerna till köpegrejor.
Omron och Eurotherm m.fl. säljer "temperature controllers" som ibland dyker upp
på Ebay och Tradera, har själv köpt några för en näve hundralapper.

Ett exempel på en manual till EuroTherm 808/847:
http://www.surecontrols.com/support/man ... 08_ops.pdf

Vad tiden är värd för att koda PID-reglering och trimma in vet bara du själv.
Flera kommersiella regulatorer har "Auto Tune" av PID-regleringen.

Om du ska spöa prestanda på köpegrejor får du nog räkna med att lägga en
hel del tid på projektet.

[dasheldon]

På sikt vill jag gärna göra saker själv (för att det är kul), men som en första version kan jag absolut tänka mig att köra på en färdig PID med stöd för en bra sensor. Det verkar ju finnas professionella anordningar som faktiskt använder en RTD med 0.05C accuracy. Vad kan man tänka sig behöva betala för en sådan PID, som faktiskt avläser sensorn så pass bra (dvs som, enligt vad jag lärt mig här, kan leverera exakt rätt ström genom sensorn, förstärka signalen osv)?

Exempelvis hittade jag en PID för några hundralappar, CD101 med stöd för pt100-sensor, som de också använde i guiden jag tittat på. http://www.alibaba.com/product-gs/23022 ... oller.html .

[jesse]

Men det verkar altså som att själva temperaturmätningen är det svåra, inte att reglera temperaturen så att mätningen överensstämmer med riktvärdet?

Skulle nog inte tro att själva mätningen är det svåraste. Det allra svåraste är förstås att fördela värmen perfekt utan att det uppstår temperaturskillnader på olika ställen. Men att kunna mäta rätt är ju det första problemet man får lösa.

Jag kan tänka mig att man behöver flera sensorer på olika ställen för att kunna se hur fördelningen ser ut. Att du kan reglera temperaturen perfekt på en punkt säger ju ingenting om hur varmt / kallt det är runt om.

[dasheldon]

Cirkulationen kommer ju vara ungefär lika bra som i de cirkulatorer jag jämför med, även om den inte är helt perfekt.

Har tittat på lite PID-regulatorer. I allmänhet, om en regulator stödjer både thermocouple / pt1000 / pt100 / NTC, får man olika bra noggrannhet då beroende på vilken sensor man använder? Vilken ger bäst noggrannhet, främst i intervallet 40-70 grader.

[daniel_i_malmö]

Jag har svårt att se hur en halv grads eller mindre osäkerhet i temperatur kan ha någon som helst signifikans för utfallet med tanke på alla andra variabler som tex variation i tjocklek mellan olika köttstycken av samma vikt men även inom ett och samma köttstycke. Jag har dock ingen praktisk erfarenhet av sous vide, så jag kan så klart ha helt fel.

Har dock sett en del sous vide projekt på nätet som använder sig av betydligt enklare hårdvara för temperaturkontroll än det som diskuterats här.

Arduinovariant:
http://www.instructables.com/id/Arduino ... de-Cooker/

Flera projekt på Hackaday:
http://hackaday.com/tag/sous-vide/

[jesse]

om en regulator stödjer både thermocouple / pt1000 / pt100 / NTC, får man olika bra noggrannhet då beroende på vilken sensor man använder? Vilken ger bäst noggrannhet, främst i intervallet 40-70 grader.

Det går nog inte att svara på den frågan generellt. Alla sorters sensorer finns ju i olika klasser och kan anslutas på olika sätt, ger olika spänningsintervaller etc... så du får nog ta fram databladen och börja räkna på det. Alla varianter tycks ju kunna nå bra noggrannhet bara man köper rätt klass.

[Jonaz]

Trevligt med fler matnördar.
Har har du en annan variant.

http://seattlefoodgeek.com/2010/02/diy- ... -about-75/

[Icecap]

dasheldon: det finns ingen "detta är den bästa"-sensor. Det som är viktigt är att den täcker det temperaturområde man behöver och att man kan förstärka den del av kurvan man behöver. Man behöver ha koll på att repeternoggrannheten är bra och att sensorns fysiska utformning är bra för det tänkta mätsätt.

Resten består egentligen bara av att förstärka signalen så att det intressanta området är inom arbetsområdet för AD-omvandlare osv.

Vill du ha t.ex. 50-70°C bör signalen förstärkas så pass att AD-ingången får signal från 45-75°C, med en 10-bit AD-omvandling ger det en upplösning på ~0,029°C. Men då måste du ha en bra referens för AD-omvandlaren!

Och samtidig är det stora problem att temperatur ett ställe inte betyder att samma temperatur finns en bit därifrån! Det är teoretisk möjligt att använda 0,1°C upplösning för regleringen om man ser det som en relativ temperatur - men den absoluta temperaturen ska man ha tur om man kan pricka rätt på 0,5°C.

Och speciellt till detta användningsområde! Du vill styra en temperatur i ett medium som kommer att ha lite olika temperaturer på olika punkter, sedan vill du doppa ner kalla saker som ska värmas upp. Detta kommer att orsaka ett dyk i temperaturen i vätskan varför regleringen ska kompensera detta och med en PID-reglering lär du få översväng i någon storlek.

Det känns som att du har beslutat dig för att ha ett vattenbad och att det ska regleras himla noga - men du har aldrig analyserat hur noga du egentligen behöver att ha det, du har bara kastat in några decimaler och tyckt att det får räcka. Jag är ganska säker på att ±1°C räcker mycket långt i detta, helt enkelt för att de upplysningar som anges för vid vilken temperatur man ska tina den vacuumpackade maten inte är exakt i vetenskaplig mening.

[jesse]

MCP3550 är en utmärkt AD omvandlare i dessa sammanhang och som inte kostar så mycket. Den har 22 bitars upplösning = ingen begränsning där i alla fall.

10-bitars tycker jag är för dåligt. Använd minst 16 bitar.

0-100 grader C, förutsätter linjär kurva:
10 bitar ===> upplösning 0.1 grad C
12 bitar ===> upplösning 0.02 grader C
16 bitar ===> upplösning 0.0015 grader C

Då kurvan aldrig är linjär så räkna med minst det dubbla, eller fyrdubbla i upplösning, dvs med 10 bitar skulle du då få enbart 0.4 grader C upplösning. Upplösningen bör dessutom vara flera gånger högre än det intervall man vill kunna reglera inom... Helst 10 ggr eller mer.

[dasheldon]

Jag har svårt att se hur en halv grads eller mindre osäkerhet i temperatur kan ha någon som helst signifikans för utfallet med tanke på alla andra variabler som tex variation i tjocklek mellan olika köttstycken av samma vikt men även inom ett och samma köttstycke. Jag har dock ingen praktisk erfarenhet av sous vide, så jag kan så klart ha helt fel.

Fast variationer i tjocklek tar man hänsyn till. En grads osäkerhet kan göra rätt stor skillnad för tiden som behövs för att göra vissa köttbitar helt säkra. T.ex varierar tiden rätt mycket för kyckling gjord i 58 och 59 grader, om man vill vara säker på att pastörisera bort eventuella otrevligheter.

Trevligt med fler matnördar.
Har har du en annan variant.
http://seattlefoodgeek.com/2010/02/diy- ... -about-75/

Jag tror det är i princip samma cirkulator, iaf samma person som gjort den. Annorlunda PID bara.

Som sagt är jag numera mest nyfiken på hur pass bra de cirkulatorer som finns ute faktiskt presterar. De utlovar ju en accuracy på 0.05C vilket, efter att ha läst tråden och fått mer insikt, verkar extremt svårt att uppnå.

Jag har redan ett vattenbad som funkar fint (sägs vara inom 0.5C), så det handlar mest om att jag vill göra ett riktigt bra sådant själv, inte att jag vill hitta något som med nöd och näppe kommer fungera. Dvs jag vill göra en cirkulator som kan jämföras med de man köper, fast för en billigare peng. Av intresse för själva tekniken, hur pass bra det går att göra, inte i ett försök att spara pengar.

[Icecap]

Att bygga något för funktionen är knappast värd det - men att göra det för utmaningen och för att lära sig är definitivt värd det!

Det är många delar i projektet och de måste spela ihop för att det ska fungera och slutresultatet kommer att ha ett praktisk värde. Jag ser det även som ett utmärkt koncept att inse vilka eftergifter man måste göra och vilka krav som är det viktiga så som utbildningsprojekt är det bra!

[dasheldon]

Angående det här med att ha jämn temperatur i badet så hade jag nöjt mig att hålla den aktuella temperaturen vid mätpunkten.

Då är frågan vad jag gör nu Är det möjligt att köpa en PID, med stöd för t.ex PT100, som utnyttjar den på ett väldigt bra sätt? Så man faktiskt får hög noggrannhet, även om det kostar.

[jesse]

Nu var väl utmaningen om du kunde göra något själv, så att köpa en färdig sak känns ju lite ... eh... Skaffa en processor och börja programmera istället. Svårigheterna med PID är ju vilka parametrar man ska stoppa in, och de följer ju inte med bara för att du köper en färdig pryl.

[Hedning]

Flera kommersiella regulatorer har "Auto Tune" av PID-regleringen.

Det innebär att regulatorn själv mäter upp ett antal viktiga parametrar
på det styrda systemet och sätter PID-konstanterna till något som en
erfaren reglertekniker kanske kan förbättra ytterligare. En amatör som gissar kan
lika gärna få självsvängningar/överslängar som ett fungerande system.
Vad är vitsen med dyra givare om resten inte håller samma nivå?

Vid hembygge krävs en riktigt bra separat temperaturmätare för att verifiera konstruktionen.
Köpe-regulator har noggrannheten angiven i specen.

[dasheldon]

Efter all som diskussionen fortskridit har jag blivit mer och mer intresserad av det här med att mäta temperaturen i första hand.

När man pratar om noggrannheten av en sensor, menar man då hur pass tillförlitligt resistansen i sensorn förändras med temperaturen? Så för en given temperatur kommer den faktiska resistansen bara att variera med ett visst fel? Och sedan gäller det dels att skicka in en ström som är så exakt som möjligt genom sensorn, och sedan mäta spänningen så exakt som möjligt?

Jag har hittat en del professionella termometrar med RTD-sensor som ger nogrannheten 0.05C. Antar det kan vara ganska dyrt att bygga något sådant? De kostar 4 gånger så mycket (200$), jämfört med samma termometer men med 1C noggranhet. Stämmer det, att det skulle vara dyrt att bygga något sådant själv?

Nu pratar jag bara om att mäta temperaturen i en enda punkt med en bra pt100.