PID የሙቀት መቆጣጠሪያ: 7 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

ጓደኛዬ ለፕላስቲክ እንደገና ጥቅም ላይ የሚውል የፕላስቲክ ማስወጫ (https://preciousplastic.com) እየገነባ ነው። የኤክስትራክሽን ሙቀትን መቆጣጠር ያስፈልገዋል። ለዚያ ዓላማ እሱ የኖዝ ማሞቂያ ባንድ ይጠቀማል። በዚህ ንፍጥ ውስጥ የሙቀት መጠኑን ለመለካት እና በመጨረሻ ወደሚፈለገው የሙቀት መጠን እንድንደርስ የሚያስችለን የሙቀት -አማቂ እና የማሞቂያ ክፍል አለ (ወደ ኋላ መመለስን ያድርጉ)።

እነዚህን ሁሉ የእንፋሎት ማሞቂያ ባንዶች ለመቆጣጠር በበርካታ የፒአይዲ ተቆጣጣሪዎች እንደሚያስፈልገው ስሰማ ወዲያውኑ የራሳችንን ለማድረግ የመሞከር ፍላጎት ሰጠኝ።

ደረጃ 1 መሣሪያዎች እና ቁሳቁስ

መሣሪያዎች

• ብየዳ ብረት ፣ የሽያጭ ሽቦ እና ፍሰት
• ጠመዝማዛ
• ወፍጮ ማሽን (ለፒ.ሲ.ቢ ፕሮቶታይፕ (ኬሚካል ማሳጠርም ይቻላል)
• ቴርሞሜትር (ለመለካት)
• አርዱዲኖ (ማንኛውም ዓይነት) ወይም የ AVR ፕሮግራም አውጪ
• FTDI ተከታታይ TTL-232 የዩኤስቢ ገመድ
• ሌዘር መቁረጫ (አማራጭ)
• መልቲሜትር (ኦሚሜትር እና ቮልቲሜትር)

ቁሳቁስ

• ባኬላይት ነጠላ ጎን የመዳብ ሳህን (60*35 ሚሜ ዝቅተኛ) (አንድ መስታወቱ ፋይበርግላስ ሲገዛ መስታወቴን አበላሽቼዋለሁ ስለዚህ ተጠንቀቁ - ቤኬሊት)
• Attiny45 ማይክሮ መቆጣጠሪያ
• LM2940IMP-5 የቮልቴጅ ተቆጣጣሪ
• AD8605 የአሠራር ማጉያ
• NDS356AP ትራንዚስተር
• ብዙ ተቃዋሚዎች እና አቅም (እኔ SMT 0603 የአድፍ ፍሬዝ መጽሐፍ አለኝ)
• 230V-9V ac-dc ትራንስፎርመር
• 1N4004 ዳዮዶች
• ጠንካራ ሁኔታ ቅብብሎሽ
• የጥፍር ቀለም (አማራጭ)

ደረጃ 2 - ፒሲቢውን ያርሙ

ፒሲቢውን ለመፈልሰፍ የእኔን ‹Proxxon MF70 CNC› እና የሾጣጣ ጫፍን ተጠቀምኩ። እኔ እንደማስበው ማንኛውም የተቀረጸ የመጨረሻ ቢት ይሠራል። የ Gcode ፋይል በቀጥታ በንስር እና በ pcb-gcode ተሰኪ የተፈጠረ ነው። ጥሩ የመንገድ መለያየትን ለማረጋገጥ የተከናወኑ ሶስት ማለፊያዎች ብቻ ግን ሁሉንም መዳብ ወፍጮ ሰዓታት ሳያጠፉ። ፒሲቢው ከሲኤንሲው ማሽን ሲወጣ ፣ መንገዶቹን በመቁረጫ አጸዳሁ እና በብዙ ማይሜተር ሞከርኳቸው።

መለኪያዎች -የመመገቢያ መጠን 150 ሚሜ/ደቂቃ ፣ ጥልቀት 0.2 ሚሜ ፣ የማሽከርከር ፍጥነት 20'000 ቲ/ደቂቃ

ደረጃ 3: ክፍሎቹን ያሽጡ

በትዊዘር እና በመሸጫ ብረት አማካኝነት ክፍሎቹን በትክክለኛው ቦታ ላይ ያስቀምጡ እና ፍሰትን በመጠቀም ይረዳል (ይረዳል) እና በትንሽ አካላት ይጀምሩ። እንደገና ፣ ምንም አጭር ወረዳዎች ወይም ያልተገናኙ አባሎች እንደሌሉዎት ከአንድ ባለብዙሜትር ጋር ያረጋግጡ።

የሚፈልጉትን resistor (gain = (R3+R4)/R4) በመምረጥ የማጉያውን ትርፍ መምረጥ ይችላሉ። 1M እና 2.7k ወስጄ ስለዚህ በእኔ ሁኔታ ትርፉ በግምት 371. እኔ 5% የመቻቻል ተከላካይ ስለምጠቀም ትክክለኛውን ዋጋ ማወቅ አልችልም።

የእኔ ቴርሞcoል የጄ ዓይነት ነው። ለእያንዳንዱ ዲግሪ 0.05mV ይሰጣል ማለት ነው። በ 371 ትርፍ ፣ ከማጉያው ውፅዓት (0.05*371) በአንድ ዲግሪ 18.5mV አገኛለሁ። እኔ 200 ° ሴ አካባቢን ለመለካት እፈልጋለሁ ስለዚህ የማጉያው ውፅዓት በ 3.7V (0.0185*200) ዙሪያ መሆን አለበት። የ 5 ቮ የማጣቀሻ ቮልቴጅ (ውጫዊ) ስለምጠቀም ውጤቱ ከ 5 ቮ መብለጥ የለበትም።

ምስሉ እኔ ከሠራሁት የመጀመሪያው (የማይሰራ) ስሪት ጋር ይዛመዳል ግን መርሆው አንድ ነው። በዚህ የመጀመሪያ ስሪት ቅብብልን ተጠቅሜ በቦርዱ መሃከል ላይ አስቀምጫለሁ። እኔ በከፍተኛ voltage ልቴጅ እንደቀየርኩ ፣ ተቆጣጣሪው እንደገና እንዲነሳ ያደረጉ ጫፎች ነበሩኝ።

ደረጃ 4 ማይክሮ መቆጣጠሪያውን ፕሮግራም ያድርጉ

በዚህ አስተማሪዎች ውስጥ እንደ አርዱዲኖን በመጠቀም https://www.instructables.com/id/How-to-Program-a… ኮዱን መጫን ይችላሉ።

አቲኒ 45 ን ለማቀናበር ከኤፍቲዲአይ-ዩኤስቢ ገመድ ጋር ፕሮ ትሪኬት ተጠቅሜ ነበር ግን ይህ ዘዴ ተመጣጣኝ ነው። ከዚያ ተከታታይ መረጃውን ለመቀበል እና ለማረም እንዲቻል ፒኑን PB1 እና GDN ን በቀጥታ በ FTDI-USB ገመድ RX እና GND ውስጥ ሰካሁ።

በአርዲኖ ንድፍ ውስጥ ሁሉንም መለኪያዎች ወደ ዜሮ (P = 0 ፣ I = 0 ፣ D = 0 ፣ K = 0) ማስቀመጥ አለብዎት። በማስተካከያው ደረጃ ላይ ይዘጋጃሉ።

ጭስ ወይም የተቃጠለ ሽታ ካላዩ ወደሚቀጥለው ደረጃ መዝለል ይችላሉ!

ደረጃ 5 መሰብሰብ እና መለካት

ጥንቃቄ - የኃይል አቅርቦቱን እና 5 ቮን ከፕሮግራም አድራጊው በተመሳሳይ ጊዜ በጭራሽ አይሰኩ! ያለበለዚያ በቀደመው እርምጃ የምወስደውን ጭስ ታያለህ። ያንን ማክበር መቻልዎን እርግጠኛ ካልሆኑ በቀላሉ ለፕሮግራሙ አዘጋጅ የ 5 ቪ ፒን ማስወገድ ይችላሉ። ፈቅጄለታለሁ ምክንያቱም መቆጣጠሪያውን ያለ የኃይል አቅርቦት መርሃግብር ማድረጉ እና ማሞቂያው በፊቴ ፊት እንደ እብድ ሳይኖር መቆጣጠሪያውን መፈተሽ ለእኔ በጣም ምቹ ነበር።

አሁን የሙቀት ማጉያውን በማጉያው ላይ ቅርንጫፍ ማድረግ እና የሆነ ነገር እየለኩ እንደሆነ (ፖላታውን ያክብሩ) ይመልከቱ። የማሞቂያ ስርዓትዎ በክፍሉ ሙቀት ውስጥ ከሆነ ዜሮ መለካት አለብዎት። በእጅ ማሞቅ ቀድሞውኑ ወደ አንዳንድ ትናንሽ እሴቶች መምራት አለበት።

እነዚህን እሴቶች እንዴት ማንበብ ይቻላል? በቀላሉ ፒን PB1 እና GDN ን በ FTDI-USB ገመድ RX እና GND ውስጥ በቀላሉ ይሰኩ እና የአርዱዲኖ ተከታታይ መቆጣጠሪያን ይክፈቱ።

መቆጣጠሪያው ሲጀምር በቺፕ ውስጣዊ ቴርሞሜትር እሴቱን ቀይ ይልካል። የሙቀት መጠኑን (እኔ የተወሰነ ቺፕ ሳይጠቀም) የማካካስበት በዚህ መንገድ ነው። በቀዶ ጥገናው ወቅት የሙቀት መጠኑ ቢቀየር ግምት ውስጥ አይገባም ማለት ነው። ይህ እሴት ከአንድ ቺፕ ወደ ሌላ በጣም የተለየ ስለሆነ በስዕሉ መጀመሪያ ላይ በ REFTEMPERATURE ትርጓሜ ውስጥ በእጅ መግባት አለበት።

ጠንካራውን ሁኔታ ቅብብል ከማገናኘትዎ በፊት የቮልቴጅ ውፅዓት በእርስዎ ቅብብል በተደገፈው ክልል ውስጥ መሆኑን ያረጋግጡ (በእኔ ሁኔታ 3V እስከ 25 ቮ ወረዳው በ 11 ቮ አካባቢ ያመነጫል)። (ዋልታውን ያክብሩ)

እነዚህ እሴቶች በዲግሪ ወይም በፋራናይት ውስጥ የሙቀት መጠኖች አይደሉም ፣ ግን የአናሎግው ወደ ዲጂታል መለወጥ ውጤት በ 0 እና በ 1024 መካከል ይለያያሉ። እኔ የ 5 ቮ ማጣቀሻ ቮልቴጅን እጠቀማለሁ ስለዚህ የማጉያው ውፅዓት 5V አቅራቢያ በሚሆንበት ጊዜ ፣ የልወጣ ውጤቱ ወደ 1024 ቅርብ ነው።

ደረጃ 6 የ PID ማስተካከያ

እኔ የቁጥጥር ባለሙያ አለመሆኔን መጥቀስ አለብኝ ፣ ስለዚህ ለእኔ የሚሰሩ አንዳንድ መለኪያዎች አገኘሁ ግን ለሁሉም እየሰራ መሆኑን አላረጋግጥም።

በመጀመሪያ ደረጃ ፕሮግራሙ የሚያደርገውን ማስረዳት አለብኝ። እኔ አንድ ዓይነት PWM ሶፍትዌርን ተግባራዊ አደርጋለሁ - በእያንዳንዱ ድግግሞሽ ላይ አንድ ቆጣሪ ወደ 20'000 እስኪደርስ ድረስ (በዚህ ሁኔታ ወደ 0 ዳግም እስኪጀመር ድረስ) ይጨምራል። መዘግየት ዑደቱን ወደ ሚሊሰከንዶች ያዘገየዋል። እኛ በጣም አስተዋዮች የቁጥጥር ጊዜው በ 20 ሰከንድ አካባቢ መሆኑን እናስተውላለን። እያንዳንዱ ሉፕ የሚጀምረው በመቁጠሪያው እና በመነሻው መካከል ባለው ንፅፅር ነው። ቆጣሪው ከመድረሻው በታች ከሆነ ፣ ከዚያ ቅብብሉን አጠፋዋለሁ። ትልቅ ከሆነ እኔ አብራለሁ። ስለዚህ ገደቡን በማቀናጀት ኃይሉን እቆጣጠራለሁ። የመግቢያ ስሌት በየሴኮንድ ይከናወናል።

የ PID መቆጣጠሪያ ምንድነው?

አንድን ሂደት ለመቆጣጠር በሚፈልጉበት ጊዜ እርስዎ የሚለኩት እሴት (አናሎግ ዳታ) ፣ ሊደርሱበት የሚፈልጉት እሴት (tempCommand) እና የዚያ ሂደት ሁኔታ (ሴኡል) የሚሻሻልበት መንገድ አለዎት። በእኔ ሁኔታ እሱ የሚከናወነው በደፍ (“ሴኡል” በፈረንሳይኛ ግን ለመፃፍ እና ለመናገር በጣም ቀላል ነው (“ሴይ” ን መጥራት)) ይህም ማብሪያው ለምን ያህል ጊዜ እንደሚበራ እና እንደሚጠፋ (የግዴታ ዑደት) ስለዚህ የኃይል መጠን በስርዓቱ ውስጥ ያስገቡ።

እርስዎ ሊደርሱበት ከሚፈልጉት ቦታ ርቀው ከሆነ ትልቅ እርማት ሊያደርጉ እንደሚችሉ እና ቅርብ ከሆኑ ትንሽ እርማት እንደሚያስፈልግ ሁሉም ይስማማል። እርማቱ የስህተት ተግባር ነው (ስህተት = analogData-tempComand)። አዎ ግን ምን ያህል? እንበልና ስህተቱን በምክንያት (P) እናባዛለን እንበል። ይህ የተመጣጠነ ተቆጣጣሪ ነው። የሜካኒካል ምንጭ የፀደይ ኃይል ከፀደይ መጭመቂያ ጋር ተመጣጣኝ ስለሆነ ተመጣጣኝ እርማት ያደርጋል።

ምናልባት የመኪናዎ እገዳዎች የፀደይ እና የእርጥበት (አስደንጋጭ አምጪ) ያካተቱ እንደሆኑ ያውቃሉ። የዚህ የእርጥበት ማስወገጃ ሚና መኪናዎ እንደ ትራምፖሊን እንዳይመለስ ማድረግ ነው። ይህ የመነሻ ቃል የሚሠራው በትክክል ነው። እንደ እርጥበት ፣ ከስህተቱ ልዩነት ጋር ተመጣጣኝ የሆነ ምላሽ ይፈጥራል። ስህተቱ በፍጥነት እየተለወጠ ከሆነ እርማቱ ዝቅ ይላል። ማወዛወዝን እና ከመጠን በላይ መጠኖችን ይቀንሳል።

ቋሚ ስህተትን ለማስወገድ የተዋሃደ ቃል እዚህ አለ (ስህተቱን ያዋህዳል)። በተጨባጭ ፣ ስህተቱ አዎንታዊ ወይም አሉታዊ ከሆነ የሚጨምር ወይም የሚቀንስ ቆጣሪ ነው። ከዚያ በዚህ ቆጣሪ መሠረት እርማቱ ተጨምሯል ወይም ዝቅ ይላል። ሜካኒካዊ እኩልነት የለውም (ወይም ሀሳብ አለዎት?) ምናልባት መኪናዎን ወደ አገልግሎቱ ሲያመጡ እና መካኒኩ አስደንጋጭ ስልቶች በጣም ዝቅተኛ መሆናቸውን እና አንዳንድ ተጨማሪ ቅድመ -ጭነት ለመጨመር ሲወስኑ ተመሳሳይ ውጤት ሊኖር ይችላል።

ይህ ሁሉ በቀመር ውስጥ ተጠቃሏል - እርማት = P*e (t)+I*(de (t)/dt)+D*integral (e (t) dt) ፣ P ፣ I እና D ያላቸው ሦስት መለኪያዎች እንዲስተካከል።

በእኔ ስሪት ውስጥ አንድ የተወሰነ የሙቀት መጠንን ለመጠበቅ የሚያስፈልገውን “ቅድሚያ” (ምግብ ወደፊት) ትእዛዝ አራተኛ ቃልን አክዬአለሁ። ለሙቀቱ ተመጣጣኝ ትእዛዝን መረጥኩ (የማሞቂያ ኪሳራዎችን ጥሩ ግምታዊ ነው። የጨረር ኪሳራዎችን (ቲ^4) ችላ ብንል እውነት ነው)። በዚህ ቃል ፣ ውህደቱ ይቀላል።

እነዚህን መለኪያዎች እንዴት ማግኘት ይቻላል?

“የፒድ ማስተካከያ የሙቀት መቆጣጠሪያን” በማጉላት ሊያገኙት የሚችለውን የተለመደ ዘዴ ሞክሬ ነበር ነገር ግን ለመተግበር አስቸጋሪ ሆኖብኝ በራሴ ዘዴ አበቃሁ።

የእኔ ዘዴ

መጀመሪያ P ፣ I ፣ D ን ወደ ዜሮ ያስገቡ እና “K” እና “tempCommand” ን ወደ ትናንሽ እሴቶች (ለምሳሌ K = 1 እና tempCommand = 100) ያስገቡ። ሙቀቱ እስኪረጋጋ ድረስ ስርዓቱን ያብሩ እና ይጠብቁ ፣ ይጠብቁ ፣ ይጠብቁ… በዚህ ጊዜ በ 1*100 = 100 በ “ሴኡል” ፣ የሙቀት መጠኑ ወደ X እንደሚሆን ያውቃሉ ስለዚህ በ 100/20000 = 5% ትዕዛዝ X ን መድረስ እንደሚችሉ ያውቃሉ ነገር ግን ግቡ 100 መድረስ ነው። ምክንያቱም “tempCommand” ስለሆነ። 100 (tempCommand) ላይ ለመድረስ K ን ማስላት ይችላሉ። በቅድመ ጥንቃቄ እኔ ከተሰላው ያነሰ ዋጋ እጠቀማለሁ። በእርግጥ ከማቀዝቀዝ በላይ ማሞቅ ቀላል ነው። ስለዚህ በመጨረሻ

Kfinal = K*tempCommand*0.9/X

አሁን ተቆጣጣሪውን ሲጀምሩ በተፈጥሮው ወደሚፈልጉት የሙቀት መጠን ማዘንበል አለበት ግን የማሞቂያ ኪሳራዎችን ብቻ ስለሚከፍሉ በእውነቱ በጣም ቀርፋፋ ሂደት ነው። ከአንድ የሙቀት መጠን ወደ ሌላ መሄድ ከፈለጉ በስርዓቱ ውስጥ ብዙ የሙቀት ኃይል መጨመር አለበት። ፒ ኃይልን በስርዓቱ ውስጥ ያስቀመጡት በምን መጠን ነው። P ን ወደ ትንሽ እሴት (ለምሳሌ P = 10) ያዘጋጁ። (ለማለት ይቻላል) ቀዝቃዛ ጅምርን ይሞክሩ። ትልቅ ማጠንጠኛ ከሌለዎት ፣ አሁን በመካከላቸው አንድ ነገር ካለዎት በእጥፍ (P = 20) ይሞክሩ። 5% ከመጠን በላይ ማጠንጠኛ ካለዎት ጥሩ ነው።

ከመጠን በላይ እስኪያገኙ ድረስ አሁን ዲ ይጨምሩ። (ሁል ጊዜ ሙከራዎች ፣ ይህ ሳይንስ እንዳልሆነ አውቃለሁ) (D = 100 ን ወስጃለሁ)

ከዚያ I = P^2/(4*D) ያክሉ (እሱ በዜግለር-ኒኮልስ ዘዴ ላይ የተመሠረተ ነው ፣ መረጋጋትን ማረጋገጥ አለበት) (ለእኔ እኔ = 1)

እነዚህ ሁሉ ሙከራዎች ለምን ሳይንስ ለምን አይሆኑም?

አውቃለሁ… አውቃለሁ! ግዙፍ ንድፈ ሀሳብ አለ እና የዝውውር ተግባሩን እና የ Z ሽግግርን እና ብሌብላን ማስላት ይችላሉ። እኔ አሃዳዊ ዝላይ ለማመንጨት ፈለግኩ እና ከዚያ ለ 10 ደቂቃዎች ምላሹን መቅዳት እና የዝውውር ተግባሩን መጻፍ እና ከዚያ ምን? እኔ በ 200 ቃላት ሂሳብ መስራት አልፈልግም። ስለዚህ ማንም ሀሳብ ካለው ፣ ያንን በትክክል እንዴት ማድረግ እንደሚቻል በመማር ደስተኛ ነኝ።

እንዲሁም ለቅርብ ጓደኞቼ ዚግለር እና ኒኮልስ አሰብኩ። እነሱ ማወዛወዝን የሚያመነጭ ፒን ለማግኘት እና የእነሱን ዘዴ ለመተግበር ነገሩኝ። እነዚህን ማወዛወዝ በጭራሽ አላገኘሁም። ያገኘሁት ብቸኛው ነገር ወደ ሰማይ ooooooovershoot ነበር።

እና ማሞቅ እንደ ማቀዝቀዝ ተመሳሳይ ሂደት አለመሆኑን እንዴት ሞዴል ማድረግ እንደሚቻል?

ጥናቴን እቀጥላለሁ ግን አሁን ባገኙት አፈፃፀም ደስተኛ ከሆኑ ተቆጣጣሪዎን እናሸግ።

ደረጃ 7: ያሽጉ

ወደ ሞስኮ ፋብላብ (fablab77.ru) እና የሌዘር አጥራቢዬ መዳረሻ ነበረኝ እና አመስጋኝ ነኝ። የሚፈለጉትን ልኬቶች (ሸ = 69 ሊ = 66 መ = 42 ሚሜ) በሚያደርግ ፕለጊን በአንድ ጠቅታ የተፈጠረ ጥሩ ጥቅል እንድሠራ ይህ አጋጣሚ ፈቅዶልኛል። ለፕሮግራም ፒኖች ከጎን በኩል ሁለት ቀዳዳዎች (ዲያሜትር = 5 ሚሜ) አሉ። ትራንስፎርመሩን በሁለት እንጨቶች እና ፒሲቢውን በሁለት ብሎኖች አስጠብቄአለሁ። እኔ ተርሚናል ብሎኩን ወደ ሽቦዎች እና ወደ ፒሲቢ ሸጥኩ ፣ በትራንስፎርመር እና በፒሲቢ የኃይል ግብዓት መካከል ያለውን መቀያየር ጨምሬያለሁ ፣ መሪውን ከ PBO ጋር በተከታታይ (300 Ohms) አገናኘው። እኔ ደግሞ ለኤሌክትሪክ ሽፋን የጥፍር ቀለም እጠቀም ነበር። ካለፈው ፈተና በኋላ ሳጥኑን አጣበቅኩት። ይሀው ነው.