Universal Havya Kontrolcüsü Tasarımı

[Mikro Step]

ortalamalı
25C ------ 0.0330
50C ------ 0.0540
75C ------ 0.0746
100C------ 0.0975
125c------ 0.1120
150c------ 0.1410
175c------ 0.1520
200c------ 0.1750
225c------ 0.2096
250c------ 0.2175
275c------ 0.2353
300c------ 0.2570
325c------ 0.2750
350c------ 0.2860
375c------ 0.3020
400c------ 0.3200
425c------ 0.3350

Eger bu voltaj degerleri LM358 cikisindan alinmissa egri uydurma bagintisi icin bosa calisiyoruz.

Bagintiyi https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD594_595.pdf sayfa 3'deki termocouple tablosundan cikartmak gerekir. Opamp kazanci kac secilecekse formule etki ettirilir.

 

[Ahmet]

Eger bu voltaj degerleri LM358 cikisindan alinmissa egri uydurma bagintisi icin bosa calisiyoruz.

Bagintiyi https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD594_595.pdf sayfa 3'deki termocouple tablosundan cikartmak gerekir. Opamp kazanci kac secilecekse formule etki ettirilir.

abi biz bu entegreyi alamayız ki

 

[Omega]

Sanırım ,entegrenin satın alınması değil,datasheetdeki 3.sayfadaki tablodaki verileri kullanarak ,"Opamp ın kazancı bilindiğine göre çıkması sıcaklık bulunur" demek isteniyor.

 

[volta]

"Thermocouple EMF to Temperature Converter" diye birşey varmış. Ama belki bunda da bir hesap yapmak gerekiyordur. Emin olamadım.

 

[Ahmet]

Sanırım ,entegrenin satın alınması değil,datasheetdeki 3.sayfadaki tablodaki verileri kullanarak ,"Opamp ın kazancı bilindiğine göre çıkması sıcaklık bulunur" demek isteniyor.

Onu bende anladım da.
Sonuçta AD594'de bir OP-AMP biz düşük voltajla çalışan nerdeyse her op-amp ile bu sonuçları alabiliriz.

 

[Omega]

Onu bende anladım da.
Sonuçta AD594'de bir OP-AMP biz düşük voltajla çalışan nerdeyse her op-amp ile bu sonuçları alabiliriz.

Tamam işte Ahmet sonuçta o değerleri sende bende bilmiyorduk.
Yazılımda bu değerleri Select Table gibi bir komutla alacaksın
(Select Table komutunu bildiğini de biliyorum )

 

[Mikro Step]

Eger dedigin gibi olsaydi piyasada bir kac cesit opamp olurdu.

Tasarimi sinirlayan cok parametre var.

Opamp besleme voltajin dusuk.
Tek kaynak kullanacaksin.
Giris sinyalin cok dusuk.

Tek avantajin sinyalin frekansi cok dusuk.

O halde sececegin opamp asagidaki kriterleri gerceklemeli.

Tek kaynaktan 3.3v calismaya musait. Rail to Rail Inp/out.
Dusuk ofset, dusuk ofset kaymasi.

Bu 4 sarti saglayacak opamp secmen sart. Besleme voltajini cift besleme yapar, beslemeyi de artirirsan opamp seceneklerin bir anda cogalir.

 

[Ahmet]

Eger dedigin gibi olsaydi piyasada bir kac cesit opamp olurdu.

Tasarimi sinirlayan cok parametre var.

Opamp besleme voltajin dusuk.
Tek kaynak kullanacaksin.
Giris sinyalin cok dusuk.

Tek avantajin sinyalin frekansi cok dusuk.

O halde sececegin opamp asagidaki kriterleri gerceklemeli.

Tek kaynaktan 3.3v calismaya musait. Rail to Rail Inp/out.
Dusuk ofset, dusuk ofset kaymasi.

Bu 4 sarti saglayacak opamp secmen sart. Besleme voltajini cift besleme yapar, beslemeyi de artirirsan opamp seceneklerin bir anda cogalir.

MCP6002 ile devam edeceğiz ama parça parça alıp toplamak yerine biraz daha ihtiyaçlar çıksın ona göre alalım diye düşünüyorum.
LM358 şimdilik çalışıyor diyebilirim.
@semih_s abinin değerlere göre kurayım bakalım.

 

[taydin]

Ayrıntılarda takılıp kalmamak lazım. Yazılım geliştirme işinde de sık karşılaşılan bir yanlışlık bu. Daha program bitmeden fonksiyonları ve döngüleri optimize etmeye çalışılır, halbuki program bitirilse belki sözkonusu optimizasyona gerek bile kalmayacak.

Eğer sen PICO kullanırsan, onda 12 bit ADC var. Bu durumda hiç opamp kullanmasan bile çok iyi bir çözünürlük elde ediyorsun zaten. opamp'siz doğrudan ADC ile okumalı yap önce sistemi.

Bir de öyle loop içinde PWM olmaz. Orada bir sürü hata kaynağı sokuyorsun işin içine. 16 bit hardware PWM yap.

 

[Ahmet]

Ayrıntılarda takılıp kalmamak lazım. Yazılım geliştirme işinde de sık karşılaşılan bir yanlışlık bu. Daha program bitmeden fonksiyonları ve döngüleri optimize etmeye çalışılır, halbuki program bitirilse belki sözkonusu optimizasyona gerek bile kalmayacak.

Eğer sen PICO kullanırsan, onda 12 bit ADC var. Bu durumda hiç opamp kullanmasan bile çok iyi bir çözünürlük elde ediyorsun zaten. opamp'siz doğrudan ADC ile okumalı yap önce sistemi.

Bir de öyle loop içinde PWM olmaz. Orada bir sürü hata kaynağı sokuyorsun işin içine. 16 bit hardware PWM yap.

Kullandığım STM ile PICO aynı analog çözünürlüğe sahip.
PICO mefta ettim 1 tane yenisi geliyor yolda o gelene kadar 103c ile devam ederim aynı okumayı pico içinde çalıştırabiliriz.

şimdilik kapalı süreyi uzun tutmak için bu şekilde sürüyorum mosu hem ısınmıyor hemde süreyi rahat ayarlıyorum,
sıcaklık ölçümünü tamamladıktan sonra mos sürmeye yoğunlaşıp daha yüksek akımların geçtiği bir sürüş şekli oluşturacağım.

şuan ki sürüş şekliyle 1.56A çekiyor ve MOS ortam sıcaklığının üstüne dahi çıkmıyor.

 

[taydin]

şimdilik kapalı süreyi uzun tutmak için bu şekilde sürüyorum mosu hem ısınmıyor hemde süreyi rahat ayarlıyorum,
sıcaklık ölçümünü tamamladıktan sonra mos sürmeye yoğunlaşıp daha yüksek akımların geçtiği bir sürüş şekli oluşturacağım.

Valla bu şekilde olmaz. Kapalı süreyi çok uzun tutarsan sıcaklık osilasyon yapar. Oradaki dalganın rastgele bir yerinde ölçüm yapmış olursun, her seferinde farklı değerler gelir. Bir de MCU da aktif olan interrupt'lar falan varsa o da senin PWM timing'ini etkileyecek. O yüzden olmayacak duaya amin diyorsun böyle yapınca.

Onun yerine 16 bit PWM i çalıştır. Nasıl olsa bunu yapman gerekecek. Hiç daha rezistansı bağlamadan osiloskop ile temiz PWM i gör. 16 bit PWM ile count'u diyelim 10 yaptın. Bu durumda duty cycle %0.01 olur. Nasıl aşırı ısınabilir rezistans? Belli ki PWM yapılandırmasında hata var.

 

[taydin]

350 ℃ sıcaklıkta 0.2860 V ölçmüşsün. 12 bit ADC ve 3.3 referans voltajı ile basamak voltajı nedir? 0.8 mV. Bu durumda 350 derece bölgesinde kaç tane noktan var? 437.5 tane nokta var!

 

[Ahmet]

benim reziztans ısınır diye bir korkum yok enerjiyi kestiğim anda düşmeye başlıyor devasa bir metal yüzeye bağlı 400 dereceden 30 dereceye 40 50 saniyede geliyor.

ben mosfet ısınır diye tedirginim sadece.

hpwm'e dönelim ve op-amp olmadan okuma yapalım bakalım neler olacak.

 

[taydin]

opamp illa ki fayda sağlayacak. Ama yukarıda dedğim gibi o bir optimizasyon. Önce sistemi çalışır hale getir, mesela 20 derece hata ile çalışsın. Sonra optimize et.

Şu ayrıntıya dikkat et ama: ilk başka opamp'siz yaparsan, termokupl çıkışına RC lowpass filtre koyma. Sadece birkaç μF kondansatör koy. RC koyarsan gerilim bölünür çünkü ADC nin giriş empedansı çok yüksek değildir.

 

[Ahmet]

opamp illa ki fayda sağlayacak. Ama yukarıda dedğim gibi o bir optimizasyon. Önce sistemi çalışır hale getir, mesela 20 derece hata ile çalışsın. Sonra optimize et.

Şu ayrıntıya dikkat et ama: ilk başka opamp'siz yaparsan, termokupl çıkışına RC lowpass filtre koyma. Sadece birkaç μF kondansatör koy. RC koyarsan gerilim bölünür çünkü ADC nin giriş empedansı çok yüksek değildir.

uç soğusun 25 derecede direkt adc'ye 1uF ile bağlayıp bakacağım stm neler yakalıyor sonra hpwm'e geçerim.

 

[taydin]

Aynen. 16 PWM çalıştıktan sonra minimum duty cycle ile başla. 30 saniye sıcaklığın oturması için bekle ve termometre ile ölç. Duty cycle arttır, sıcaklık otursun tekrar ölç. Böyle 480 dereceye kadar devam et. Sonra da bırak kendi halinde soğusun. Çıkan tabloya da yukarıda gösterildiği gibi eğri uydur. Bunu yaptıktan sonra artık istediğin sıcaklığa karşılık gelen duty cycle'ı biliyor olacaksın ve sıcaklığı kontrol etme işi hallolmuş olacak.

Ondan sonra ADC ile okuma işine el atarsın.

 

[Ahmet]

1k 1k mı arttırayım pwm'i?
yoksa 10 10 mu?
fark etmez gerçi

 

[Mikro Step]

Isiticili sistemler dinamik sistemlerdir ve derecesi en az ikidir bazen kolay olsun diye birinci dereceden modellenir.

Birinci dereceden olmasi ne demek? RC devresine benziyor demektir. Kondansator uclarindaki gerilim sicakliga benzetilirse;

Voltaj uygulandiginda sicaklik gecikmeli olarak yukselir, voltaj kesildiginde gecikmeli olarak duser. Artma ve dusme egrileri exponansiyel formdadir.

Ikinci dereceden olunca isler biraz daha karisir. (Ozellikle de karakteristik denklemi komplex koke sahip sistemlerde)

Voltaj verdiginizde sicaklik gecikmeli olarak yukselir. Voltaji kestiginizde sicaklik derhal dusme egilimine girmez ve yukselmeye devam eder daha sonra dusme egilimine girer.

RC benzetimimizdeki R ve C degerleri, havyanin isiticisinin kutlesine, havya ucunun kutlesine/alanina, ucu dokunduracaginiz bolgenin alanina vs bagli olarak degisir. Yani havyaninizin RC degerleri (kutlesi/sigasi, termal direnc) surekli degisken olacaktir.

Dolayisi ile boyle bir sistemin kontrol edilmesinde isiticiyi su kadar sure on yap su kadar sure off yap mantigi cok da iyi yurumez.
Yapilmak istenen sistemden uc tane beklentiniz var.

Birincisi set degerine cok cabuk ulasmali. (Yukselme zamani dusuk olmali)
Ikincisi set edilen deger etrafinda cok salinmamali. (Asim kucuk olmali)
Ucuncusu set edilen degere ulasip stabil hale geldiginde hata dusuk kalmali. (Kalici hal hatasi kucuk kalmali)

Diyelim ki deneysel olarak on/off surelerini tespit ettiniz. Sartlardaki en ufak degisiklik her sey alt ust eder. (Havya ucunun dokundugu yuzein buyuklugu, odadaki ruzgar esintisi vs)

PWM cozunurlugune hic takilmayin. 1kg nesneyi terazide karsit agirliklarla dengeye getirirken kefelerden birisine 1 gram 1 gram agirlik eklemenin anlami yok.

ADC cozunurlugu yuksek (12 Bit) diye dinamik alaninizi daraltmayin.

ADC ye giren sinyalde degisim olmasa bile ADC den cok gezinen veriler okuyacaksiniz. Dimanik alaniniz (dynamic range) ne kadar genisse sinyal uzerinde o kadar cok islem yapma sansiniz olur.

Ornegin 400 derecede 0.5v aldiginizda (0.5*4096)/3.3=680 lik araligi kullanmak yerine dinamik alanin tamamina yakinini kullanirsak

ornegin 3*4096/3.3= 3700 gibi degisim alanimiz olur. Bu da ozellikle PID nin turev islemini daha dogru yapmaniza imkan verir.

 

[Ahmet]

b portu pwm üretemedi.
bende a portuna geçtim
yeni çıkış pinimiz PA8 kendisinin hem 5V toleransı var hem pwm çıkarabiliyor

 

[Ahmet]

16 bit pwm değerini 100 yaptım.
25 dereceden 250ye kadar 1 dakikadan uzun süre ısındı ama 250de kaldı 252-253e kadar çıkıyor düşüyor 100 değeri 250ye getiriyor.