Edit: Håller med att börja är en lyckosam stragedi, det är ofta där jag felar.
Högkänslig temperaturgivare
-
Mindmapper
- Inlägg: 7102
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Jag skulle koppla upp den i en brygga och sedan förstärka i en instrumentförstärkare INA125 eller INA126 tycker jag om. Edit2: Finns på ELFA. Välj efter smak, jag hade valt INA125. Det går att använda halvbrygga också, men du måste ändå nollballansera någonstans och det är lika bra att göra i bryggan.
Edit: Håller med att börja är en lyckosam stragedi, det är ofta där jag felar.
Edit: Håller med att börja är en lyckosam stragedi, det är ofta där jag felar.
Har tittat närmare på INA125. Verkar vara en mycket trevlig krets. Ska köpas hem omgående!!
Tittade ochså närmare på hur bryggan bör se ut. Lånade en bild nedan:
Om de fixa motstånden i bryggan R1 och Ra sätts till ca 6,7 kohm och R2 till 7,7 kohm får man ett spikrakt samband mellan temperatur och utspänning. Vid 95 grader (se tidigare inlägg för exemplet) är spänningen 0 och vid 105 grader är spänningen ut 0.072*Vin och beskriver en rak linje däremellan.
Kör man med INA125 har man en stabil referensspänning och sedan om jag kör med en förstärkning på ca 13.8 ggr får jag precis som jag ville en spänning som varierar från 0 vid 95 grader upp till t.ex. 5V (om 5V ref används) vid 105 grader.
Vad tror ni om det som en början?
Tittade ochså närmare på hur bryggan bör se ut. Lånade en bild nedan:
Om de fixa motstånden i bryggan R1 och Ra sätts till ca 6,7 kohm och R2 till 7,7 kohm får man ett spikrakt samband mellan temperatur och utspänning. Vid 95 grader (se tidigare inlägg för exemplet) är spänningen 0 och vid 105 grader är spänningen ut 0.072*Vin och beskriver en rak linje däremellan.
Kör man med INA125 har man en stabil referensspänning och sedan om jag kör med en förstärkning på ca 13.8 ggr får jag precis som jag ville en spänning som varierar från 0 vid 95 grader upp till t.ex. 5V (om 5V ref används) vid 105 grader.
Vad tror ni om det som en början?
-
spaderkung
- Inlägg: 138
- Blev medlem: 12 maj 2007, 11:24:24
- Ort: Sjöbo
Du skall börja med en tempsensor som spottar ut värdet seriellt eftersom du inte har full koll på mätbryggor, men kommer att använda en MCU. Sensorn sätter du fast med tuggummi och du börjar dina försök med temperaturer i intervallet 40-70C. När du har koll på grejorna kan du succesivt ställa högre krav.
-
Mindmapper
- Inlägg: 7102
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Gör du t.ex R2 mindre och sätter en trimmpot i serie kan du enkelt förskjuta nollpunkten om du skulle vilja det. Isåfall ska du köpa en 5, 10 eller 20 varvig trimpot av bra kvalitet. Gör du förstärkningen trimbar på motsvarande sätt så har du en fullt ut kalibrerbar mätförstärkare. Eftersom du inte var så intresserad av absolutvärdet är det kanske inte så intressant att exakt kunna trimma in ditt mätområde så det passar exakt mot 0-5V. Du kan ju göra det i mjukvaran också men du tappar då lite i upplösning. Dessutom så komplicerar valet av tempgivare det hela eftersom du måste följa med på kalibreringskurvorna för givarens olinjaritet. Går säkert att hitta en bra lösning på detta också men det är nog enklare att inte göra det trimbart.
Liten uppdatering!!
Jag har nu caddat, etsat och lött ihop en kort med en ATMEGA128 som hjärna. Jag gillar normalt att jobba med ytmonterade kretsar, men att cadda ett enkelsidigt kretskort och försöka minimera antalet jumpers är inte roligt. Men nu är det gjort iallafall!
Den har två kanaler för temperaturmätning baserat på en termistor i en wheatstone-bryggkoppling med en INA122 (Mindmapper, INA122 har rail-to-rail sving, det har inte INA125) kopplat till ATMEGAns ADC ingångar.
För styrning av två peltier-element har jag använt DRV593 som styrs via en seriell DAC.
En max232 används för att kunna kommunicera seriellt med MCUn. Tyvärr var ju footprinten fel så jag fick löda den på högkant och dra trådar till paddarna. That's life...
Har även gjort lite kodsnuttar i matlab som plottar och räknar fram optimala resistanser och gain för matchning till ett önskat temperaturområde. Man matar in min och max temperatur och ut spottar den ut värden som mappar temperaturen till ADC fulla område.
Att göra är
1) koden som läser av ADC och spottar ut värdena på serieporten.
2) koden som styr DAC och peltier-elementen.
3) en PID regulator
Får se hur mycket man hinner innan jul.
Jag har nu caddat, etsat och lött ihop en kort med en ATMEGA128 som hjärna. Jag gillar normalt att jobba med ytmonterade kretsar, men att cadda ett enkelsidigt kretskort och försöka minimera antalet jumpers är inte roligt. Men nu är det gjort iallafall!
Den har två kanaler för temperaturmätning baserat på en termistor i en wheatstone-bryggkoppling med en INA122 (Mindmapper, INA122 har rail-to-rail sving, det har inte INA125) kopplat till ATMEGAns ADC ingångar.
För styrning av två peltier-element har jag använt DRV593 som styrs via en seriell DAC.
En max232 används för att kunna kommunicera seriellt med MCUn. Tyvärr var ju footprinten fel så jag fick löda den på högkant och dra trådar till paddarna. That's life...
Har även gjort lite kodsnuttar i matlab som plottar och räknar fram optimala resistanser och gain för matchning till ett önskat temperaturområde. Man matar in min och max temperatur och ut spottar den ut värden som mappar temperaturen till ADC fulla område.
Att göra är
1) koden som läser av ADC och spottar ut värdena på serieporten.
2) koden som styr DAC och peltier-elementen.
3) en PID regulator
Får se hur mycket man hinner innan jul.
-
Mindmapper
- Inlägg: 7102
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Jag ska allt hålla er lite till på halster innan jag säger vad det är till! 
Dock kan jag säga tt jag ägnat kvällen åt att felsöka att få igång ATMEGA128:an... den funkade lite ibland ...många timmar tog det att lösa det. Verkar som om kristallen var paj på något sätt. Inte roligt.
Men nu rullar den på som den ska!
Ska lägga upp några bilder, fast det blir nog inte innan jul.
Dock kan jag säga tt jag ägnat kvällen åt att felsöka att få igång ATMEGA128:an... den funkade lite ibland ...många timmar tog det att lösa det. Verkar som om kristallen var paj på något sätt. Inte roligt.
Men nu rullar den på som den ska! Ska lägga upp några bilder, fast det blir nog inte innan jul.
Här kommer en liten bild på temperaturavläsningen via ADC av den mindre känsliga kanalen. (Körde termistorn öven en varmluftspistol på ganska låg temperatur) .Den är satt till 15-85 grader fullscale-range på ADC (15 grader => 0 och 85 grader => 1023). Om man tar bort den underliggande långsamma förändringstrenden och medelvärdesbildar samples så att man får en filtrerad avläsningstakt på ca 10 Hz blir rms värdet ca 0.01 grad på den mindre känsliga kanalen.
Figur!
Figur!
Nu har jag kommit ytterligare en bit på min väg till noggrann temperaturstabilisering.
Har nämligen implementerat en PID regulator som styr strömmen i peltier-elementet. Har kört med en 10k termistor och en wheatstonebrygga för mätning av temperaturer mellan 15 och 85 grader. (Ju minder intervall man vill reglera inom desto högre upplösning kan man få)
Det var lite trickigt att få till bra regler-parametrar. Och eftersom min process är ganska olinjär så är optimala parametrar olika vid olika temperaturer.
I figuren nedan ser man temperaturen som funktion av tiden. Min referens hoppar mellan 56.75 och 60.5 grader var 40 sekund. Redan vid bara ca 4 graders skillnad ser man att överslängarna ser annorlunda ut vid ena och andra temperaturen.
En uppförstoring i tidsintervallet 94-114 sekunder:
Ripplets top-top ligger inom ca 0.15 grader och RMS är ca 0.03 grader.
Dock är nog I-delen lite låg i pidregulatorn för den har fortfarande en konstant-offset på ca 0.25 grader från referenstemperaturen på 60.5 grader.
OBS! Temperaturen ovan är framräknat ur de mätta ADC-värdena och med komponentvärdena använda i wheatstonebryggan, dvs absolutnoggrannheten är nog inte speciellt hög (kanske inom 1-5 grader), men relativnoggrannheten är betydligt bättre.
Slutsatsen så här långt är att det verkar faktiskt gå att få till en ganska bra relativ tempmätning!
Vad tror ni om det?
Har nämligen implementerat en PID regulator som styr strömmen i peltier-elementet. Har kört med en 10k termistor och en wheatstonebrygga för mätning av temperaturer mellan 15 och 85 grader. (Ju minder intervall man vill reglera inom desto högre upplösning kan man få)
Det var lite trickigt att få till bra regler-parametrar. Och eftersom min process är ganska olinjär så är optimala parametrar olika vid olika temperaturer.
I figuren nedan ser man temperaturen som funktion av tiden. Min referens hoppar mellan 56.75 och 60.5 grader var 40 sekund. Redan vid bara ca 4 graders skillnad ser man att överslängarna ser annorlunda ut vid ena och andra temperaturen.
En uppförstoring i tidsintervallet 94-114 sekunder:
Ripplets top-top ligger inom ca 0.15 grader och RMS är ca 0.03 grader.
Dock är nog I-delen lite låg i pidregulatorn för den har fortfarande en konstant-offset på ca 0.25 grader från referenstemperaturen på 60.5 grader.
OBS! Temperaturen ovan är framräknat ur de mätta ADC-värdena och med komponentvärdena använda i wheatstonebryggan, dvs absolutnoggrannheten är nog inte speciellt hög (kanske inom 1-5 grader), men relativnoggrannheten är betydligt bättre.
Slutsatsen så här långt är att det verkar faktiskt gå att få till en ganska bra relativ tempmätning!
Vad tror ni om det?
Senast redigerad av Andax 5 januari 2008, 12:28:13, redigerad totalt 1 gång.
-
Mindmapper
- Inlägg: 7102
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Är fortfarande på halster
Fortsätter du att finlira med PID parametrarna får du till det. Eftersom du fått till PID, är det en enkel match att lägga till en parameterstyrning. Så att du kan lägga in olika PID inställning beroende på vilket tempområde du reglerar inom. Har du kanske tänkt fortsätta med adaptiv eller Fuzzy reglering?
Fortsätter du att finlira med PID parametrarna får du till det. Eftersom du fått till PID, är det en enkel match att lägga till en parameterstyrning. Så att du kan lägga in olika PID inställning beroende på vilket tempområde du reglerar inom. Har du kanske tänkt fortsätta med adaptiv eller Fuzzy reglering?
Rätt smart med peltier-element, för då behöver du bara byta riktningen på strömmen
för att kunna värma respektive kyla objektet.
Kör du både kylning och värmning?
Roligt att det har lyckats så bra, nu är det säkert bara lite
finjustering på regulatorn som behövs
Precis som Mindmapper så sitter jag också på halster, är riktigt sugen på att se en ritning
för att kunna värma respektive kyla objektet.
Kör du både kylning och värmning?
Roligt att det har lyckats så bra, nu är det säkert bara lite
finjustering på regulatorn som behövs
Precis som Mindmapper så sitter jag också på halster, är riktigt sugen på att se en ritning
-
spaderkung
- Inlägg: 138
- Blev medlem: 12 maj 2007, 11:24:24
- Ort: Sjöbo
Om du undrar om den smala glitch som sticker ner precis innan det vänder uppåt gissar jag är en störning pga av att peltier elementen drivs som kraftigast där. Reglersystem där man har ett nollställe i höger halvplan får ju annars den typ av effekter, men i det här fallet har inte det fysikaliska systemet något nollställe i höger halvplan (kanske perltierdrivarna?) så vitt jag vet.
Matlab används bara för att plotta resultat.
Matlab används bara för att plotta resultat.
